为数据库表设计可扩展的字段

       在平时的系统设计中，要充分考虑扩展和复用，后面维护过程中出现类似的场景的时候，能够有效的复用之前的。在快速响应业务的同时，也确保系统的稳定性。如何设计扩展性强的数据库结构呢，这里从日常工作中学习了一些经验，有自己团队内部实现的，也有其他团队的实践。

1、二进制位

    在数据库中设计一个字段，暂且叫“options”，这个字段存储的是数值，可以理解为二进制的组合。例如一个用户既有A标签（标签可以是服务），又有B标签，这时候类似“有没有”或者“是否包含”的场景，非常适合这种。一个字段搞定多个布尔业务场景。

    ​下图简单描述位数和业务以及具体存储的关系。

    问题1：options允许直接设置值吗？

    不允许，必须通过append或者remove来去掉一个特定位数的值。否则会导致问题，例如我用了第一位，第二个业务用了第二位，第二次直接设置了值，那就把原先的冲走了。

    问题2：如何实现append或者remove的方法？

    把options这个属性设置为私有，然后通过二进制的操作来添加或者去掉值。

    问题3：如何比较options是否包含特定的位数？

    首先，二进制哪一位表示那个业务场景，最好在定义常量，例如2的3次方表示用户含有A服务。然后通过工具类来判断用户是否支持或者包含次服务。

    代码如下：

    

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

package com.taobao.logistics.domain.dataobject;   public class OptionsTest {     private static final Long A_SERVICE = (long)Math.pow(2, 0);     private static final Long B_SERVICE = (long)Math.pow(2, 1);     private static final Long C_SERVICE = (long)Math.pow(2, 2);     private static final Long D_SERVICE = (long)Math.pow(2, 3);     /**      * 二进制中的属性名称，可以直接对应数据库中的字段      */     private Long options;     /**      * 添加一个特定的位数，targetProperty是这个位的数值，例如2的3次方等      * @param targetProperty      */     public void appendOptions(long targetProperty) {         if (null == options) {             options = new Long(0);         }         this.options |= targetProperty;     }     /**      * 在options中移除特定的位数，判断是否包含      * @param targetProperty      */     public void removeOptions(long targetProperty) {         if (null == options) {             options = new Long(0);         }         if (this.containOptions(targetProperty)){             this.options &= (this.options - targetProperty);         }     }     public boolean containOptions(long targetProperty) {         if (null == options) {             return false;         }         return ((this.options & targetProperty) == targetProperty);     }     public static void main(String[] args) {         OptionsTest op = new OptionsTest();         op.appendOptions(A_SERVICE);         op.appendOptions(B_SERVICE);         op.appendOptions(C_SERVICE);         op.appendOptions(D_SERVICE);         System.out.println("options的值："+op.options);         op.removeOptions(A_SERVICE);         op.removeOptions(C_SERVICE);         System.out.println("移除第0位和第2位后的，options的值："+op.options);         System.out.println("是否包含测试，第3位："+op.containOptions(D_SERVICE));     } }

2、feature或者attribute字段来存储KV接口数据，以此来进行扩展

    在设计表字段的时候，有些新增的字段我们是无法预料的，新增加的字段，如果没有检索需求，是可以通过key-value的形式来在一个数据库字段中进行扩展的，这样业务上面增加了一个新字段，只需要简单定义一下key即可。其余的数据库表变更就不用做了，方便快捷。

    例如下图，key和value通过“：”来做分割，不同的KV之间通过“；”来做分割，然后通过代码来做DB中数据的保存和隔离。

    问题1：外部在调用的时候，能否自定义key？

    这个建议最好不要外部直接自定义，如果A团队维护的feature字段，B团队能够在A团队完全不知情的情况下写入一个新的key，我觉得是有点危险的。比较给力的做法是，B团队如果需要在feature中增加一个key，那向A团队申请，A团队在配置或者常量中增加这个key（只有配置过的常量才能写入），这样就能达到扩展并且相对安全的目的了。

    问题2：value中如果包含分隔符怎么办？

    在插入value的时候，最好是做一个校验，判断value是否包含feature中定义的分隔符，如果包含，可以转义或者替换一下。否则会造成在解析分割的时候出现混乱的情况。

    问题3：feature的内容超过数据库的长度怎么办？

    一般情况下，feature字段最好预留长一点，这样保证插入相对多的数据。另外可以在数据库中申请多个feature，例如feature1、feature2,这样保持足够扩展，但是这并不是长远之计，后面会有基于数据库中新表的扩展。

    问题4：feature中的数据如何解析？

    这个其实在上面的图中就能理解了，解析字符串，然后转换为java中的Map数据结构，之后外部调用，统统依赖心的map属性来完成。

    上代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

package com.taobao.logistics.domain.dataobject;   import java.util.ArrayList; import java.util.HashMap; import java.util.List; import java.util.Map;   import com.alibaba.common.lang.ArrayUtil; import com.alibaba.common.lang.StringUtil;   public class FeatureTest {       private static final String K_V_SPLIT = ":";     private static final String KV_KV_SPLIT = ";";     private static final String KEY_NAME = "name";     private static final String KEY_AGE = "age";     private static final String KEY_SEX = "sex";     /**      * 把定义的key放在List中，用于做校验      */     private static final List<String> KEY_ALLOW = new ArrayList<String>();     static{         KEY_ALLOW.add(KEY_AGE);         KEY_ALLOW.add(KEY_NAME);         KEY_ALLOW.add(KEY_SEX);     }     /**      * 原始的feature内容，对应数据库中的表字段      */     private String feature;     /**      * 解析之后的KV对应关系，存储在Map中，方便对象操作      */     private Map<String,String> featureMap;       public static void main(String[] args) {         FeatureTest ft = new FeatureTest();         ft.addFeature(KEY_NAME, "iamzhongyong");         ft.addFeature(KEY_AGE, "11");         ft.addFeature(KEY_SEX, "0");         ft.addFeature("funk", "zhongyong");         System.out.println("目前Feature中的内容:"+ft.feature);         ft.removeFeature(KEY_SEX);         System.out.println("移除Sex之后的内容："+ft.feature);         System.out.println("输出feature中的name："+ft.getFeature(KEY_NAME));     }     /**      * 校验传入的key是否合法      */     public boolean checkKeyIsAllow(String key){         return KEY_ALLOW.contains(key);     }     /**      * 根据特定的key获取value值      * @param key      * @return      */     public String getFeature(String key){         initFeatureMap();         String value = featureMap.get(key);         return value==null ? null : value;     }     /**      * 移除一个keu对应的value内容      * @param key      * @return      */     public boolean removeFeature(String key){         initFeatureMap();         boolean flag = false;         if(featureMap.containsKey(key)){             featureMap.remove(key);             resetFeature();             flag = true;         }else{             flag = false;         }         return flag;     }     /**      * 移除所有的feature内容      */     public void removeAllFeature() {         this.featureMap = null;         this.feature = null;     }       private void resetFeature(){         StringBuffer sb = new StringBuffer();         for (String key : featureMap.keySet()) {             String aValue = featureMap.get(key);             sb.append(key);             sb.append(":");             sb.append(aValue);             sb.append(";");         }         this.feature = sb.toString();     }     private void initFeatureMap() {         if (null == featureMap) {             featureMap = this.getFeatureMap(feature);         }     }     private Map<String, String> getFeatureMap(String features) {         Map<String, String> featureMap = new HashMap<String, String>();         if (StringUtil.isNotBlank(features)) {             String[] featureArray = StringUtil.split(features, KV_KV_SPLIT);             if (ArrayUtil.isNotEmpty(featureArray)) {                 for (String feature : featureArray) {                     if (StringUtil.isNotBlank(feature)) {                         String[] aKeyAndValue = new String[2];                         int index = feature.indexOf(K_V_SPLIT);                         if (index > 0) {                             aKeyAndValue[0] = feature.substring(0, index);                             aKeyAndValue[1] = feature.substring(index + 1);                             if (ArrayUtil.isNotEmpty(aKeyAndValue)) {                                 String key = aKeyAndValue[0];                                 String value = aKeyAndValue[1];                                 if (StringUtil.isNotBlank(key)&& StringUtil.isNotBlank(value)) {                                     featureMap.put(key, value);                                 }                             }                         }                     }                   }             }         }         return featureMap;     }     /**      * 添加一个KV的数据到feature中去      * @param name      * @param value      */     public void addFeature(String name, String value){         if (StringUtil.isNotBlank(name) && StringUtil.isNotBlank(value) && checkKeyIsAllow(name)) {             initFeatureMap();             featureMap.put(name, value);             resetFeature();         }     } }

 

3、构建扩展表，灵活支持KV类扩展

    ​刚才的feature中的扩展，有个弊端，就是feature不能无限的扩展，有没有办法能够相对灵活的扩展，当然有了呵呵。设计一个扩展表，这个扩展表来表示一个扩展的key和value的值。这样增加key的时候，就能相关比较灵活了。

    ​数据库表字段设计如下：

    ​

    ​其中a表是业务主表，a_ext是业务的扩展表，biz_id记录了a表中的业务主键ID，kv_type_id来定义扩展的key的信息，可以理解类似feature中的key，另外biz_value值是扩展字段对应的值。

    ​通过一个例子说明：

    ​

 

基于上述三个点，我觉得在系统扩展性方面能相对比较好，这样能够相对比较灵活的添加新东西。

发现有些图片不能正常展示，iteye的图片上传功能着实不好用。我在附件中添加了PDF格式的文档。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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评论

10 楼 ivan19861025 2015-09-07  

之前我们使用了第3种方案, 但是加了一个表, 用来维护扩展字段的元数据信息,
相关列可能如下:
字段名  字段文本 字段类型 字段描述

然后页面上可以根据这个信息来渲染动态的界面来录入信息或删除.

9 楼 di1984HIT 2014-02-16  

恩。扩展字段一般就是展示，不能作为查询

8 楼 iamzhongyong 2013-06-19  

lazy_ 写道

标题很好，但是图片烂掉了。

恩，最后面有链接下载。图片上传太费劲。可以下PDF看

7 楼 lazy_ 2013-06-19  

标题很好，但是图片烂掉了。

6 楼 iamzhongyong 2013-06-19  

liaolzy 写道

一个int 有32位，每一位处理不同的业务，这样可读性不好.呵呵.可维护也是问题啊...不知道是不是这意思

二进制表示，确实可读性不好。但是仅仅限于直接在数据库中查看数据，一般情况下会有页面来辅助数据的查询，这样的话可以在页面上做文章，查询出来的二进制再做一个转换。

5 楼 iamzhongyong 2013-06-19  

fflame 写道

查询的效率呢？

有个前提，就是这些扩展的东西，没有检索的需求。就是说根据主键或者其他查询条件把这些数据查询出来，附带的查询出来呵呵

4 楼 liaolzy 2013-06-19  

一个int 有32位，每一位处理不同的业务，这样可读性不好.呵呵.可维护也是问题啊...不知道是不是这意思

3 楼 fflame 2013-06-19  

查询的效率呢？

2 楼 niweiwei 2013-06-18  

楼主介绍的方法不错，在以后的项目中尝试下。。。

1 楼 jinnianshilongnian 2013-06-18  

iteye的图片上传功能着实不好用

在编辑器最下方 有个上传文件；上传图片后，有个添加到页面的按钮，点一下即可 还是挺方便的