数据库设计方法论 - 继承

继承这个概念做 java 开发的同学应该都很熟悉了，继承指的是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。
数据库设计的时候也是有继承关系的，在数据库设计方法论中继承有三种,分别是具体表继承（Concrete Table Inheritance）、单表继承（Single Table Inheritance）、类表继承（Class Table Inheritance）。我们实际设计中经常会不经意中使用到数据库到继承，下面分别介绍一下他们的概念：

概念解析

• 具体表继承
  不建立父对象，将父对象的所有属性转移到子对象中，为每个子对象建立对于的表。

• 单表继承
  在一个宽表中列出所有父对象和子对象的属性，同时用一个标识列表示该行数据存储的是哪个子类的数据。

• 类表继承
  对父对象和每个子对象建立一个对应的表，然后在子表中设置该子表的主键为与父表关联的外键。

设计示例

假如你现在在做个教学系统，系统中有三个角色：学生、家长、老师。

学生的属性：姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分
家长的属性：姓名、年龄、性别、职业、学历
老师的属性：姓名、年龄、性别、教龄、学科、是否已婚

不同继承方案的实现如下：

• 具体表继承(三张独立表)

  • 学生表(ID、姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分)
  • 家长表(ID、姓名、年龄、性别、职业、学历)
  • 老师表(ID、姓名、年龄、性别、教龄、学科、是否已婚)

• 单表继承（一张大宽表 + 类型字段用以区分）

  • 用户表(ID、姓名、年龄、性别、身份证、入学时间、学号、学分、职业、学历、教龄、学科、是否已婚、类型)

• 类表继承(四张表：一张父表表 + 三张子表)

  • 用户表(ID、姓名、年龄、性别)
  • 学生表(ID、用户 ID、身份证、入学时间、学号、学分)
  • 家长表(ID、用户 ID、职业、学历)
  • 老师表(ID、用户 ID、教龄、学科、是否已婚)

方案对比

• 具体表继承

  优点：获取完整对象不需要联表查询；表中没有无关属性（跟单表继承的对比）

  缺点：添加公共属性时需要修改多个表；查询公共字段展示需要查询多个表并作 union 操作(如:页面需要展示所有的用户，显示用户的公共字段)

  使用场景：适用于子表关联性较弱的业务场景，并且识别出系统没有公共数据查询的需求

• 单表继承

  优点：库表设计简单，获取子表数据时不需要 join 连接。

  缺点：表空间利用率低，子表出现无关属性；扩展子表属性时需要修改数据表(锁表)。

  使用场景： 适用于子类属性较少的情况。比如可预见的时间内子类的属性都比较少时可以使用这种方式，毕竟查询简单，不需要联表查询。

• 类表继承

  优点：库表的层次结构清晰；为子类添加属性不用修改父表，添加公共属性不需要修改子表；查询公共数据时不需要去查询多个表；扩展性强

  缺点：获取对象完整数据需要 join 查询,在数据量很大时影响查询效率

  使用场景：适用关联性较强的业务场景，子表属性变化较大。

总结

数据库设计的原则就是没有原则，需要根据业务场景选择具体的设计方法。

今天说的数据库继承方案或者数据库范式都是这样，并不是说你数据库设计的扩展性强或者完全遵循 4NF 范式消除一切数据一致性问题就最好，设计带来的 join 查询效率也需要慎重考虑。

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