两个关系表的 MySQL 数据库模式

Question

我正在尝试为特定数据结构考虑性能最高的数据库架构。有两个主要实体：课程和主题。 课程是主题的集合。 主题具有视频、资源和视频总时间等字段。

直观地表示这个数据结构：

- Course
|_ ID: 12345
|_ Themes: [A, B] (an array of UIDs)

- Theme A
  |_ Courses: [12345,67890] (an array of UIDs)
  |_ Videos: [1,2,3,4,5,7] (an array of UIDs)
  |_ Resources: [10,11,12] (an array of UIDs)
  |_ Video Total Time: 10000 (probably stored as seconds as tinyint field)
- Theme B
  |_ Courses: [12345,98765] (an array of UIDs)
  |_ Videos: [5,6,7,8] (an array of UIDs)
  |_ Resources: [12,13,14] (an array of UIDs)
  |_ Video Total Time: 20000 (probably stored as seconds as tinyint field)

我想要实现的是两个表的数据库架构，一个用于Courses，一个用于Themes。想法是让 MySQL 查询获取 Course 并将 Themes 中的所有字段分组。换句话说，当我得到 MySQL 查询的结果时，（使用 PHP）我会得到一个这样的数组或对象：

Array(
  'ID' => 12345
  'themes' => [A,B]
  'videos' => [1,2,3,4,5,6,7,8]
  'resources' => [10,11,12,13,14]
  'video_total_time' => 30000
)

所以，关键是它们是两个关系数据库。当我向数据库发送请求视频数据的查询时，我需要从所有主题中提取数据，并将它们合并在一起。

由于我不是 SQL / MySQL 方面的专家，所以我在尝试弄清楚的同时尝试了解一点：

1) 这两个实体的最佳数据库模式是什么？课程和主题？专门考虑性能

2) 我可以全部使用 SQL 获取最终数据吗？或者我应该从数据库中提取一些数据，然后用 PHP 解析数据？什么通常更快？

3) 存储 UID 数组的最佳方式是什么？作为字符串？还是有更好的存储方式？

这样做的主要目标是性能。我在不同的数据库架构中拥有此类数据，并与数千种其他类型的数据（WP 数据库、wp_posts / wp_postmeta 表）合并，但现在获取我需要的信息真的很慢。

非常欢迎任何提示和建议！

---

编辑：已解决！

决定哪个答案最适合我的需求是一个艰难的决定，因为@TimMorton 和@PaulSpiegel 的答案将我们引向相同的道路，但方法略有不同。 Tim 的回答非常有助于理解如何正确设计数据库模式、考虑多对多关系以及如何组织查询。但由于这个问题的主要焦点是提高性能，因此 Paul 的回答更侧重于这一点，包括有关主键和索引的具体细节（这对于提高查询性能至关重要）。

无论如何，我学到了很多关于设计数据库模式的知识。以下是我学到的经验教训：

• 不要试图将所有内容都放入同一个表中：在定义您需要的表之前正确识别实体至关重要。我从两个表开始，分别用于视频和主题。但事实证明，适合我的规范的数据库架构包括视频和资源表。
• 不要将数组存储到列中：使用适当的策略来定义实体之间的关系。如果您有一对一或一对多的关系，请使用实体 ID 和外键。如果您有多对多关系，那么正确的设计模式是创建一个专用表，仅用于创建实体之间的关系。这将允许您在查询中使用 JOIN 子句来将所有数据放在一起。
• 当您考虑性能时，请考虑 INDEX：根据您的表结构，使用索引或复合索引都可以提高查询性能。
• 不要试图在一个大查询中获取所有内容：您当然可以，但是对您需要的数据部分进行单独查询（在我的示例中，一个查询获取课程的所有主题，一个查询获得课程的所有视频，获得课程资源的人）通过代码组织和可读性获得回报。

我不知道我对以上所有内容是否正确，但这是我到目前为止所学到的。希望这对其他人也有帮助。

Answer 1

创建架构

第 1 步：识别实体及其属性

• 课程（ID、标题、描述）
• 主题（ID、标题、描述）
• 视频（ID、标题、描述、持续时间）
• 资源（ID、标题、网址）

第 2 步：识别关系

• 主题 => 课程
• 视频 => 主题
• 资源 => 主题

第 3 步：创建表

• 课程
  • ID (PK)
  • 标题
  • 说明
• 主题
  • ID (PK)
  • course_id (FK)
  • 标题
  • 说明
• 视频
  • ID (PK)
  • theme_id (FK)
  • 标题
  • 说明
  • 持续时间
• 资源
  • ID (PK)
  • theme_id (FK)
  • 标题
  • 网址

如果主题可以共享视频和资源，那么这将是多对多的关系。 在这种情况下，您需要为这些关系使用单独的表。 从videos 和ressources 中删除theme_id 列并添加下表：

• 主题视频
  • theme_id (PK) (FK)
  • video_id (PK) (FK)
• themes_ressources
  • theme_id (PK) (FK)
  • ressource_id (PK) (FK)

在这里，您应该在(theme_id, video_id) 和(theme_id, ressource_id) 上定义复合主键。 同时在(video_id, theme_id) 和(ressource_id, theme_id) 上创建反向索引。

检索数据

假设您知道课程的 ID（即 123）， 然后您可以检索相关数据（来自 many-to-many 模式） 使用以下查询（您一一执行）：

select c.*
from courses c
where c.id = 123;

select t.*
from themes t
where t.course_id = 123;

select distinct v.*
from themes t
join themes_videos tv on tv.theme_id = t.id
join videos v on v.id = tv.video_id
where t.course_id = 123;

select distinct r.*
from themes t
join themes_ressources tr on tr.theme_id = t.id
join ressources r on r.id = tr.ressource_id
where t.course_id = 123;

然后从 PHP 中检索到的数据组成您的数组/对象。

性能

尝试使用单个 SQL 查询获取所有数据并不总是一个好主意。 你只是让你的代码和模式太复杂了。 执行几个查询并不是世界末日。 您应该避免的是在循环中运行执行查询 （例如：为每个主题选择相关视频）。

Answer 2

以最简单的形式，假设没有多对多关系：

Course                Theme
--------              --------
CourseID <--+         ThemeId
Name        |         Name
            +------   CourseID
            |
            |      
            |         Video
            |         --------
            |         VideoID
            |         Name
            |         Length
            +------   CourseID
            |
            |
            |         Resource
            |         --------
            |         ResourceID
            |         Name
            +------   CourseID

在这种形式中，一个课程可以有很多主题、很多视频和很多资源；但每个主题、视频和资源只能有一个课程。

但是，我认为这不是你想要的。

我会更倾向于

                      Course             Theme
                      --------           --------
            +---->    CourseId    +--->  ThemeId
            |         Name        |      Name
            |         ThemeId ----+      
            |
            |      
            |         Video
            |         --------
            |         VideoID
            |         Name
            |         Length
            +------   CourseID
            |
            |
            |         Resource
            |         --------
            |         ResourceID
            |         Name
            +------   CourseID

这允许一门课程只有一个主题，但有许多视频和资源。这允许主题有多个课程。

但它仍然不太符合要求...

这个允许许多课程共享相同的主题，也可以有多个主题：

                      Course         Course_Theme      Theme
                      --------       ------------      --------
            +---->    CourseId <----- CourseId   +-->  ThemeId
            |         Name            ThemeId ---+     Name
            |         ThemeId       
            |
            |      
            |         Video
            |         --------
            |         VideoID
            |         Name
            |         Length
            +------   CourseID
            |
            |
            |         Resource
            |         --------
            |         ResourceID
            |         Name
            +------   CourseID

就目前而言，每门课程都可以有许多主题、视频和资源。 每个主题可以有很多课程。 每个视频和资源都属于一个课程（即，只能有一个课程）

如果一个视频或资源可以用于多个课程，那么您必须像我对主题所做的那样对其进行扩展。

---

根据评论，一切都是多对多。请注意，我在主题和视频之间以及主题和资源之间没有任何直接关系。我不认为它们是必要的。您应该能够通过课程获得所需的内容。

          Course         Course_Theme        Theme
          --------       ------------        --------
+---->    CourseId <---- CourseId                   
|         Name           ThemeId ----------> ThemeId
|                                            Name
|
|                        Course_Video        Video
|                        ------------        --------
+----------------------  CourseId                      
|                        VideoId ----------> VideoId
|                                            Name         
|                                            Length             
|                                                         
|                        Course_Resource     Resource
|                        ---------------     --------     
+----------------------- CourseId                        
                         ResourceId -------> ResourceId   
                                             Name         
                                             Url, etc.    

现在进行查询。尽管可以将聚合函数与 group by 一起使用，但我认为保持简单并一次只提取一个更有意义。

Themes per course
SELECT T.* 
FROM COURSE C
INNER JOIN COURSE_THEME CT ON CT.COURSEID=C.COURSEID
INNER JOIN THEME T ON CT.THEMEID=T.THEMEID 
WHERE {insert your search conditions on course}

or, if you know CourseId:

SELECT T.*
FROM THEME T
INNER JOIN COURSE_THEME CT ON T.THEMEID = CT.THEMEID
WHERE CT.COURSEID = ?


likewise,

Videos per course
SELECT V.*
FROM COURSE C
INNER JOIN COURSE_VIDEO CV ON CV.COURSEID=CV.COURSEID
INNER JOIN VIDEO ON CV.VIDEOID=V.VIDEOID
WHERE {insert your search conditions on course}

or, if you know the CourseId:

SELECT V.*
FROM VIDEO V
INNER JOIN COURSE_VIDEO CV ON CV.VIDEOID = V.VIDEOID
WHERE CV.COURSEID = ?

to select the sum of the video lengths per course,

SELECT SUM(LENGTH) AS TOTAL
FROM VIDEO
INNER JOIN COURSE_VIDEO CV ON CV.VIDEOID = V.VIDEOID
WHERE CV.COURSEID = ?
GROUP BY CV.COURSEID

Now, the tricky part is videos per theme.  I am making an assumption here:  the set of videos per theme is the same as the set of videos per course per theme.

The long way around:

SELECT V.*
FROM VIDEO V
INNER JOIN COURSE_VIDEO CV ON VIDEO.VIDEOID = CV.VIDEOID
INNER JOIN COURSE C ON COURSEID = CV.COURSEID
INNER JOIN COURSE_THEME CT ON C.COURSEID = CT.COURSEID
INNER JOIN THEME T ON CT.THEMEID = T.THEMEID
WHERE THEMEID = ?

Blech. You can cut out the middlemen:

SELECT V.*
FROM VIDEO V
INNER JOIN COURSE_VIDEO CV ON VIDEO.VIDEOID = CV.VIDEOID
INNER JOIN COURSE_THEME CT ON CV.COURSEID = CT.COURSEID
WHERE CT.THEMEID = ?

当您将表标准化后，您可以从您选择的任何起点获取任何信息。 FWIW，你的例子是一个相当复杂的例子，因为一切都是多对多的关系。

---

更新

即使我以课程为根，即使主题是根，也没有太大变化：

          Theme          Course_Theme        Course
          --------       ------------        --------
+---->    ThemeId <----  ThemeId                   
|         Name           CourseId ---------> CourseId
|                                            Name
|
|                        Theme_Video         Video
|                        ------------        --------
+----------------------  ThemeId                      
|                        VideoId --------->  VideoId
|                                            Name         
|                                            Length             
|                                                         
|                        Theme_Resource      Resource
|                        --------------      --------     
+----------------------- ThemeId                        
                         ResourceId ------>  ResourceId   
                                             Name         
                                             Url, etc.    

在这种配置下，课程通过ThemeId有视频和资源，即：

SELECT V.*
FROM COURSE_THEME CT 
INNER JOIN VIDEO_THEME VT ON VT.THEMEID = CT.THEMEID
INNER JOIN VIDEO V ON V.VIDEOID = VT.VIDEOID
WHERE CT.THEMEID = ?

Answer 3

Table Structure

制作如图所示的表格，并使用输入/输出的 json 编码/解码时间。在查询中，您可以从表中获得总时间。