資料庫設計方法論 – 繼承

• 2019 年 10 月 12 日
• 筆記

繼承這個概念做java開發的同學應該都很熟悉了，繼承指的是子類繼承父類的特徵和行為，使得子類對象（實例）具有父類的實例域和方法，或子類從父類繼承方法，使得子類具有父類相同的行為。
資料庫設計的時候也是有繼承關係的，在資料庫設計方法論中繼承有三種,分別是具體表繼承（Concrete Table Inheritance）、單表繼承（Single Table Inheritance）、類表繼承（Class Table Inheritance）。我們實際設計中經常會不經意中使用到資料庫到繼承，下面分別介紹一下他們的概念：

概念解析

• 具體表繼承
  不建立父對象，將父對象的所有屬性轉移到子對象中，為每個子對象建立對於的表。

• 單表繼承
  在一個寬表中列出所有父對象和子對象的屬性，同時用一個標識列表示該行數據存儲的是哪個子類的數據。

• 類表繼承
  對父對象和每個子對象建立一個對應的表，然後在子表中設置該子表的主鍵為與父表關聯的外鍵。

設計示例

假如你現在在做個教學系統，系統中有三個角色：學生、家長、老師。

學生的屬性：姓名、年齡、性別、身份證、入學時間、學號、學分
家長的屬性：姓名、年齡、性別、職業、學歷
老師的屬性：姓名、年齡、性別、教齡、學科、是否已婚

不同繼承方案的實現如下：

• 具體表繼承(三張獨立表)
  • 學生表(ID、姓名、年齡、性別、身份證、入學時間、學號、學分)
  • 家長表(ID、姓名、年齡、性別、職業、學歷)
  • 老師表(ID、姓名、年齡、性別、教齡、學科、是否已婚)
• 單表繼承（一張大寬表+類型欄位用以區分）
  • 用戶表(ID、姓名、年齡、性別、身份證、入學時間、學號、學分、職業、學歷、教齡、學科、是否已婚、類型)
• 類表繼承(四張表：一張父表表+三張子表)
  • 用戶表(ID、姓名、年齡、性別)
  • 學生表(ID、用戶ID、身份證、入學時間、學號、學分)
  • 家長表(ID、用戶ID、職業、學歷)
  • 老師表(ID、用戶ID、教齡、學科、是否已婚)

方案對比

• 具體表繼承

  優點：獲取完整對象不需要聯表查詢；表中沒有無關屬性（跟單表繼承的對比）

  缺點：添加公共屬性時需要修改多個表；查詢公共欄位展示需要查詢多個表並作union操作(如:頁面需要展示所有的用戶，顯示用戶的公共欄位)

  使用場景：適用於子表關聯性較弱的業務場景，並且識別出系統沒有公共數據查詢的需求

• 單表繼承

  優點：庫表設計簡單，獲取子表數據時不需要join連接。

  缺點：表空間利用率低，子表出現無關屬性；擴展子表屬性時需要修改數據表(鎖表)。

  使用場景： 適用於子類屬性較少的情況。比如可預見的時間內子類的屬性都比較少時可以使用這種方式，畢竟查詢簡單，不需要聯表查詢。

• 類表繼承

  優點：庫表的層次結構清晰；為子類添加屬性不用修改父表，添加公共屬性不需要修改子表；查詢公共數據時不需要去查詢多個表；擴展性強

  缺點：獲取對象完整數據需要join查詢,在數據量很大時影響查詢效率

  使用場景：適用關聯性較強的業務場景，子表屬性變化較大。

總結

資料庫設計的原則就是沒有原則，需要根據業務場景選擇具體的設計方法

今天說的資料庫繼承方案或者資料庫範式都是這樣，並不是說你資料庫設計的擴展性強或者完全遵循4NF範式消除一切數據一致性問題就最好，設計帶來的join查詢效率也需要慎重考慮。

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