揭露 PHP 應用程序中出現(xiàn)的五個常見數(shù)據(jù)庫問題 —— 包括數(shù)據(jù)庫模式設計、數(shù)據(jù)庫訪問和使用數(shù)據(jù)庫的業(yè)務邏輯代碼 —— 以及它們的解決方案。

如果只有一種 方式使用數(shù)據(jù)庫是正確的……

您可以用很多的方式創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫設計、數(shù)據(jù)庫訪問和基于數(shù)據(jù)庫的 PHP 業(yè)務邏輯代碼，但最終一般以錯誤告終。本文說明了數(shù)據(jù)庫設計和訪問數(shù)據(jù)庫的 PHP 代碼中出現(xiàn)的五個常見問題，以及在遇到這些問題時如何修復它們。

問題 1：直接使用 MySQL

一個常見問題是較老的 PHP 代碼直接使用 mysql_ 函數(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫。清單 1 展示了如何直接訪問數(shù)據(jù)庫。

清單 1. Access/get.php

＜?phpfunction get_user_id( $name ){　$db = mysql_connect( 'localhost', 'root', 'password' );　mysql_select_db( 'users' );

　$res = mysql_query( 'SELECT id FROM users WHERE login=''.$name.''' );　while( $row = mysql_fetch_array( $res ) ) { $id = $row[0]; }

　return $id;}

var_dump( get_user_id( 'jack' ) );?＞

注意使用了 mysql_connect 函數(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫。還要注意查詢，其中使用字符串連接來向查詢添加 $name 參數(shù)。

該技術有兩個很好的替代方案：PEAR DB 模塊和 PHP Data Objects (PDO) 類。兩者都從特定數(shù)據(jù)庫選擇提供抽象。因此，您的代碼無需太多調(diào)整就可以在 IBM? DB2?、MySQL、PostgreSQL 或者您想要連接到的任何其他數(shù)據(jù)庫上運行。

使用 PEAR DB 模塊和 PDO 抽象層的另一個價值在于您可以在 SQL 語句中使用 ? 操作符。這樣做可使 SQL 更加易于維護，且可使您的應用程序免受 SQL 注入攻擊。

使用 PEAR DB 的替代代碼如下所示。

清單 2. Access/get_good.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function get_user_id( $name ){　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/users';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query( 'SELECT id FROM users WHERE login=?',array( $name ) );　$id = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }

　return $id;}

var_dump( get_user_id( 'jack' ) );?＞

注意，所有直接用到 MySQL 的地方都消除了，只有 $dsn 中的數(shù)據(jù)庫連接字符串除外。此外，我們通過 ? 操作符在 SQL 中使用 $name 變量。然后，查詢的數(shù)據(jù)通過 query() 方法末尾的 array 被發(fā)送進來。

問題 2：不使用自動增量功能

與大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫一樣，MySQL 能夠在每記錄的基礎上創(chuàng)建自動增量惟一標識符。除此之外，我們?nèi)匀粫吹竭@樣的代碼，即首先運行一個 SELECT 語句來找到最大的 id，然后將該 id 增 1，并找到一個新記錄。清單 3 展示了一個示例壞模式。

清單 3. Badid.sql

DROP TABLE IF EXISTS users;CREATE TABLE users (id MEDIUMINT,login TEXT,password TEXT);

INSERT INTO users VALUES ( 1, 'jack', 'pass' );INSERT INTO users VALUES ( 2, 'joan', 'pass' );INSERT INTO users VALUES ( 1, 'jane', 'pass' );

這里的 id 字段被簡單地指定為整數(shù)。所以，盡管它應該是惟一的，我們還是可以添加任何值，如 CREATE 語句后面的幾個 INSERT 語句中所示。清單 4 展示了將用戶添加到這種類型的模式的 PHP 代碼。

清單 4. Add_user.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function add_user( $name, $pass ){　$rows = array();

　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/bad_badid';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query( 'SELECT max(id) FROM users' );　$id = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }

　$id += 1;

　$sth = $db-＞prepare( 'INSERT INTO users VALUES(?,?,?)' );　$db-＞execute( $sth, array( $id, $name, $pass ) );

　return $id;}

$id = add_user( 'jerry', 'pass' );

var_dump( $id );?＞

add_user.php 中的代碼首先執(zhí)行一個查詢以找到 id 的最大值。然后文件以 id 值加 1 運行一個 INSERT 語句。該代碼在負載很重的服務器上會在競態(tài)條件中失敗。另外，它也效率低下。

那么替代方案是什么呢？使用 MySQL 中的自動增量特性來自動地為每個插入創(chuàng)建惟一的 ID。更新后的模式如下所示。

清單 5. Goodid.php

DROP TABLE IF EXISTS users;CREATE TABLE users (　id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,　login TEXT NOT NULL,　password TEXT NOT NULL,　PRIMARY KEY( id ));

INSERT INTO users VALUES ( null, 'jack', 'pass' );INSERT INTO users VALUES ( null, 'joan', 'pass' );INSERT INTO users VALUES ( null, 'jane', 'pass' );

我們添加了 NOT NULL 標志來指示字段必須不能為空。我們還添加了 AUTO_INCREMENT 標志來指示字段是自動增量的，添加 PRIMARY KEY 標志來指示那個字段是一個 id。這些更改加快了速度。清單 6 展示了更新后的 PHP 代碼，即將用戶插入表中。

清單 6. Add_user_good.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function add_user( $name, $pass ){　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/good_genid';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$sth = $db-＞prepare( 'INSERT INTO users VALUES(null,?,?)' );　$db-＞execute( $sth, array( $name, $pass ) );

　$res = $db-＞query( 'SELECT last_insert_id()' );　$id = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }

　return $id;}

$id = add_user( 'jerry', 'pass' );

var_dump( $id );?＞

現(xiàn)在我不是獲得最大的 id 值，而是直接使用 INSERT 語句來插入數(shù)據(jù)，然后使用 SELECT 語句來檢索最后插入的記錄的 id。該代碼比最初的版本及其相關模式要簡單得多，且效率更高。

問題 3：使用多個數(shù)據(jù)庫

偶爾，我們會看到一個應用程序中，每個表都在一個單獨的數(shù)據(jù)庫中。在非常大的數(shù)據(jù)庫中這樣做是合理的，但是對于一般的應用程序，則不需要這種級別的分割。此外，不能跨數(shù)據(jù)庫執(zhí)行關系查詢，這會影響使用關系數(shù)據(jù)庫的整體思想，更不用說跨多個數(shù)據(jù)庫管理表會更困難了。 那么，多個數(shù)據(jù)庫應該是什么樣的呢？首先，您需要一些數(shù)據(jù)。清單 7 展示了分成 4 個文件的這樣的數(shù)據(jù)。

清單 7. 數(shù)據(jù)庫文件

Files.sql:CREATE TABLE files (　id MEDIUMINT,　user_id MEDIUMINT,　name TEXT,　path TEXT);

Load_files.sql:INSERT INTO files VALUES ( 1, 1, 'test1.jpg', 'files/test1.jpg' );INSERT INTO files VALUES ( 2, 1, 'test2.jpg', 'files/test2.jpg' );

Users.sql:DROP TABLE IF EXISTS users;CREATE TABLE users (　id MEDIUMINT,　login TEXT,　password TEXT);

Load_users.sql:INSERT INTO users VALUES ( 1, 'jack', 'pass' );INSERT INTO users VALUES ( 2, 'jon', 'pass' );

在這些文件的多數(shù)據(jù)庫版本中，您應該將 SQL 語句加載到一個數(shù)據(jù)庫中，然后將 users SQL 語句加載到另一個數(shù)據(jù)庫中。用于在數(shù)據(jù)庫中查詢與某個特定用戶相關聯(lián)的文件的 PHP 代碼如下所示。

清單 8. Getfiles.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function get_user( $name ){　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/bad_multi1';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query( 'SELECT id FROM users WHERE login=?',array( $name ) );　$uid = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $uid = $row[0]; }

　return $uid;}

function get_files( $name ){　$uid = get_user( $name );

　$rows = array();

　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/bad_multi2';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query( 'SELECT * FROM files WHERE user_id=?',array( $uid ) );　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }　return $rows;}

$files = get_files( 'jack' );

var_dump( $files );?＞

get_user 函數(shù)連接到包含用戶表的數(shù)據(jù)庫并檢索給定用戶的 ID。get_files 函數(shù)連接到文件表并檢索與給定用戶相關聯(lián)的文件行。

做所有這些事情的一個更好辦法是將數(shù)據(jù)加載到一個數(shù)據(jù)庫中，然后執(zhí)行查詢，比如下面的查詢。

清單 9. Getfiles_good.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function get_files( $name ){　$rows = array();

　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/good_multi';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query('SELECT files.* FROM users, files WHEREusers.login=? AND users.id=files.user_id',array( $name ) );　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }

　return $rows;}

$files = get_files( 'jack' );

var_dump( $files );?＞

該代碼不僅更短，而且也更容易理解和高效。我們不是執(zhí)行兩個查詢，而是執(zhí)行一個查詢。

盡管該問題聽起來有些牽強，但是在實踐中我們通常總結(jié)出所有的表應該在同一個數(shù)據(jù)庫中，除非有非常迫不得已的理由。

問題 4：不使用關系

關系數(shù)據(jù)庫不同于編程語言，它們不具有數(shù)組類型。相反，它們使用表之間的關系來創(chuàng)建對象之間的一到多結(jié)構，這與數(shù)組具有相同的效果。我在應用程序中看到的一個問題是，工程師試圖將數(shù)據(jù)庫當作編程語言來使用，即通過使用具有逗號分隔的標識符的文本字符串來創(chuàng)建數(shù)組。請看下面的模式。

清單 10. Bad.sql

DROP TABLE IF EXISTS files;CREATE TABLE files (　id MEDIUMINT,　name TEXT,　path TEXT);

DROP TABLE IF EXISTS users;CREATE TABLE users (　id MEDIUMINT,　login TEXT,　password TEXT,　files TEXT);

INSERT INTO files VALUES ( 1, 'test1.jpg', 'media/test1.jpg' );INSERT INTO files VALUES ( 2, 'test1.jpg', 'media/test1.jpg' );INSERT INTO users VALUES ( 1, 'jack', 'pass', '1,2' );

系統(tǒng)中的一個用戶可以具有多個文件。在編程語言中，應該使用數(shù)組來表示與一個用戶相關聯(lián)的文件。在本例中，程序員選擇創(chuàng)建一個 files 字段，其中包含一個由逗號分隔的文件 id 列表。要得到一個特定用戶的所有文件的列表，程序員必須首先從用戶表中讀取行，然后解析文件的文本，并為每個文件運行一個單獨的 SELECT 語句。該代碼如下所示。

清單 11. Get.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function get_files( $name ){　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/bad_norel';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$res = $db-＞query( 'SELECT files FROM users WHERE login=?',array( $name ) );　$files = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $files = $row[0]; }

　$rows = array();

　foreach( split( ',',$files ) as $file )　{$res = $db-＞query( 'SELECT * FROM files WHERE id=?',array( $file ) );while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }　}

　return $rows;}

$files = get_files( 'jack' );

var_dump( $files );?＞

該技術很慢，難以維護，且沒有很好地利用數(shù)據(jù)庫。惟一的解決方案是重新架構模式，以將其轉(zhuǎn)換回到傳統(tǒng)的關系形式，如下所示。

清單 12. Good.sql

DROP TABLE IF EXISTS files;CREATE TABLE files (　id MEDIUMINT,　user_id MEDIUMINT,　name TEXT,　path TEXT);

DROP TABLE IF EXISTS users;CREATE TABLE users (　id MEDIUMINT,　login TEXT,　password TEXT);

INSERT INTO users VALUES ( 1, 'jack', 'pass' );INSERT INTO files VALUES ( 1, 1, 'test1.jpg', 'media/test1.jpg' );INSERT INTO files VALUES ( 2, 1, 'test1.jpg', 'media/test1.jpg' );

這里，每個文件都通過 user_id 函數(shù)與文件表中的用戶相關。這可能與任何將多個文件看成數(shù)組的人的思想相反。當然，數(shù)組不引用其包含的對象 —— 事實上，反之亦然。但是在關系數(shù)據(jù)庫中，工作原理就是這樣的，并且查詢也因此要快速且簡單得多。清單 13 展示了相應的 PHP 代碼。

清單 13. Get_good.php

＜?phprequire_once('DB.php');

function get_files( $name ){　$dsn = 'mysql://root:password@localhost/good_rel';　$db =& DB::Connect( $dsn, array() );　if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

　$rows = array();　$res = $db-＞query('SELECT files.* FROM users,files WHERE users.login=?AND users.id=files.user_id',array( $name ) );　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows[] = $row; }　return $rows;}

$files = get_files( 'jack' );

var_dump( $files );?＞

這里，我們對數(shù)據(jù)庫進行一次查詢，以獲得所有的行。代碼不復雜，并且它將數(shù)據(jù)庫作為其原有的用途使用。

問題 5：n+1 模式

我真不知有多少次看到過這樣的大型應用程序，其中的代碼首先檢索一些實體（比如說客戶），然后來回地一個一個地檢索它們，以得到每個實體的詳細信息。我們將其稱為 n+1 模式，因為查詢要執(zhí)行這么多次 —— 一次查詢檢索所有實體的列表，然后對于 n 個實體中的每一個執(zhí)行一次查詢。當 n=10 時這還不成其為問題，但是當 n=100 或 n=1000 時呢？然后肯定會出現(xiàn)低效率問題。清單 14 展示了這種模式的一個例子。

清單 14. Schema.sql

DROP TABLE IF EXISTS authors;CREATE TABLE authors (　id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,　name TEXT NOT NULL,　PRIMARY KEY ( id ));

DROP TABLE IF EXISTS books;CREATE TABLE books (　id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,　author_id MEDIUMINT NOT NULL,　name TEXT NOT NULL,　PRIMARY KEY ( id ));

INSERT INTO authors VALUES ( null, 'Jack Herrington' );INSERT INTO authors VALUES ( null, 'Dave Thomas' );

INSERT INTO books VALUES ( null, 1, 'Code Generation in Action' );INSERT INTO books VALUES ( null, 1, 'Podcasting Hacks' );INSERT INTO books VALUES ( null, 1, 'PHP Hacks' );INSERT INTO books VALUES ( null, 2, 'Pragmatic Programmer' );INSERT INTO books VALUES ( null, 2, 'Ruby on Rails' );INSERT INTO books VALUES ( null, 2, 'Programming Ruby' );

該模式是可靠的，其中沒有任何錯誤。問題在于訪問數(shù)據(jù)庫以找到一個給定作者的所有書籍的代碼中，如下所示。

清單 15. Get.php

＜?phprequire_once('DB.php');

$dsn = 'mysql://root:password@localhost/good_books';$db =& DB::Connect( $dsn, array() );if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

function get_author_id( $name ){　global $db;

　$res = $db-＞query( 'SELECT id FROM authors WHERE name=?',array( $name ) );　$id = null;　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; }　return $id;}

function get_books( $id ){　global $db;

　$res = $db-＞query( 'SELECT id FROM books WHERE author_id=?',array( $id ) );　$ids = array();　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $ids []= $row[0]; }　return $ids;}

function get_book( $id ){　global $db;

　$res = $db-＞query( 'SELECT * FROM books WHERE id=?', array( $id ) );　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { return $row; }　return null;}

$author_id = get_author_id( 'Jack Herrington' );$books = get_books( $author_id );foreach( $books as $book_id ) {　$book = get_book( $book_id );　var_dump( $book );}?＞

如果您看看下面的代碼，您可能會想，“嘿，這才是真正的清楚明了。” 首先，得到作者 id，然后得到書籍列表，然后得到有關每本書的信息。的確，它很清楚明了，但是其高效嗎？回答是否定的。看看只是檢索 Jack Herrington 的書籍時要執(zhí)行多少次查詢。一次獲得 id，另一次獲得書籍列表，然后每本書執(zhí)行一次查詢。三本書要執(zhí)行五次查詢！

解決方案是用一個函數(shù)來執(zhí)行大量的查詢，如下所示。

清單 16. Get_good.php

＜?phprequire_once('DB.php');

$dsn = 'mysql://root:password@localhost/good_books';$db =& DB::Connect( $dsn, array() );if (PEAR::isError($db)) { die($db-＞getMessage()); }

function get_books( $name ){　global $db;

　$res = $db-＞query('SELECT books.* FROM authors,books WHERE books.author_id=authors.id AND authors.name=?',　array( $name ) );　$rows = array();　while( $res-＞fetchInto( $row ) ) { $rows []= $row; }return $rows;　}

　$books = get_books( 'Jack Herrington' );　var_dump( $books );?＞

現(xiàn)在檢索列表需要一個快速、單個的查詢。這意味著我將很可能必須具有幾個這些類型的具有不同參數(shù)的方法，但是實在是沒有選擇。如果您想要具有一個擴展的 PHP 應用程序，那么必須有效地使用數(shù)據(jù)庫，這意味著更智能的查詢。

本例的問題是它有點太清晰了。通常來說，這些類型的 n+1 或 n*n 問題要微妙得多。并且它們只有在數(shù)據(jù)庫管理員在系統(tǒng)具有性能問題時在系統(tǒng)上運行查詢剖析器時才會出現(xiàn)。

結(jié)束語

數(shù)據(jù)庫是強大的工具，就跟所有強大的工具一樣，如果您不知道如何正確地使用就會濫用它們。識別和解決這些問題的訣竅是更好地理解底層技術。長期以來，我老聽到業(yè)務邏輯編寫人員抱怨，他們不想要必須理解數(shù)據(jù)庫或 SQL 代碼。他們把數(shù)據(jù)庫當成對象使用，并疑惑性能為什么如此之差。

他們沒有認識到，理解 SQL 對于將數(shù)據(jù)庫從一個困難的必需品轉(zhuǎn)換成強大的聯(lián)盟是多么重要。如果您每天使用數(shù)據(jù)庫，但是不熟悉 SQL，那么請閱讀 The Art of SQL，這本書寫得很好，實踐性也很強，可以指導您基本了解數(shù)據(jù)庫。