如何不改表結構動態擴展字段？

做者：李瑜寧

筆者的動態字段擴展解決方案主要針對 Mysql 5.7.8 如下版本，在 Mysql 5.7.8 已經新增 JSON Data Type，一樣適用該方案，並且狀況變得更加簡單。

痛點

軟件行業惟一不變的就是變化，好比功能上線以後，客戶或 PM 須要對已有的功能增長一些合理的需求，完成這些工做必須經過添加字段解決，或者某些功能的實現須要經過增長字段來下降實現的複雜性等等。

這些問題都會改動線上的數據庫表結構，一旦改動就會致使鎖表，會使全部的寫入操做一直等待，直到表鎖關閉，特別是對於數據量大的熱點表，添加一個字段可能會由於鎖表時間過長而致使部分請求超時，這可能會對企業間接形成經濟上的損失。

解決方案

增長 json 格式的擴展字段。

下面配合一些代碼來描述這個解決方案，讀者便於去理解。

mysql 數據庫腳本：

DROP TABLE IF EXISTS `cs_dustbin`;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `cs_dustbin` (
  `id` VARCHAR(45) NOT NULL COMMENT '主鍵自增id',
  `rfid_no` VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT 'rfid 卡號',
  `state` INT(1) NOT NULL COMMENT '垃圾桶狀態：0：已註銷；1：未使用；2：待使用；3：已使用(綁定收集點)；',
  `user_id` INT NOT NULL COMMENT '登記人，負責錄入垃圾桶的人',
  `type` INT(1) NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '垃圾桶類型：1：餐廚垃圾桶',
  `street_code` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '所在鎮街 code，根據狀態，這裏的含義多是領用鎮街、退還鎮街。',
  `create_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '建立時間',
  `update_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '更新時間',
  `ext` VARCHAR(1000) NOT NULL DEFAULT '{}' COMMENT '擴展字段',
  ...
  PRIMARY KEY (`id`))
ENGINE = InnoDB
COMMENT = '垃圾桶表';

Java 代碼：

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.Data;

import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * 垃圾桶實體
 * Created by Blink on 6/28/2018 AD.
 *
 * @author Blink
 */
@Data
public class Dustbin {

    private String id;

    /**
     * rfid 卡號
     */
    @NotNull
    private String rfidNo;

    /**
     * 垃圾桶狀態：0：已註銷；1：未使用；2：待使用；3：已使用(綁定收集點)；
     * 對應 Dustbin.StateEnum 類
     */
    @NotNull
    private Integer state;

    /**
     * 錄入垃圾桶的人員id
     */
    @NotNull
    private Long userId;

    /**
     * 垃圾桶類型：1：餐廚垃圾桶
     * DefaultValue: 1
     */
    @NotNull
    private Integer type;

    /**
     * 所在鎮街 code
     * 根據狀態，這裏的含義多是領用鎮街、退還鎮街
     */
    private Integer streetCode;

    /**
     * 建立時間
     * defaultValue : now()
     */
    @NotNull
    private Date createTime;

    /**
     * 更新時間
     */
    @NotNull
    private Date updateTime;

    /**
     * 擴展字段，詳細數據查看 DustbinExt.java
     * DefaultValue: {}
     */
    private String ext;

    ...

    public DustbinExt getExtObject() {
        return JSON.parseObject(this.getExt(), DustbinExt.class);
    }

    public void setExtObject(DustbinExt ext) {
        this.ext = JSON.toJSONString(ext);
    }

    /**
     * 垃圾桶擴展屬性
     * Created by Blink on 6/28/2018 AD.
     *
     * @author Blink
     */
    @Data
    public static class DustbinExt {

        /**
         * 所在鎮街
         * 根據狀態，這裏的含義多是領用鎮街、退還鎮街、綁定的鎮街
         */

        private String street;

        /**
         * 客戶（收集點）id，綁定收集點的時候須要填入
         * 根據目前的需求（2018-06-29），當收集點解綁的時候
         * 須要保存垃圾桶最新綁定收集點名稱，因此在解綁垃圾桶的時候不會把這個信息刪掉
         * 只有當綁定收集點的時候才把他覆蓋
         */
        private Long customerId;

        /**
         * 客戶（收集點）名稱，綁定收集點的時候須要填入
         * 根據目前的需求（2018-06-29），當收集點解綁的時候
         * 須要保存垃圾桶最新綁定收集點名稱，因此在解綁垃圾桶的時候不會把這個信息刪掉
         * 只有當綁定收集點的時候才把他覆蓋
         */
        private String customer;

        /**
         * 損壞部位
         * 1：桶蓋；2：桶口；3：桶身；4：桶軸；5：桶底；6：桶輪；
         * 對應 DustbinDamagePartEnum 類
         */
        private List<Integer> parts;
    }

    ...
}

mysql 腳本能夠看到擴展字段的信息：

ext VARCHAR(1000) NOT NULL DEFAULT '{}' COMMENT '擴展字段'

能夠看到這麼一段 Java 代碼：

...

/**
 * 擴展字段，詳細字段查看 DustbinExt 類
 * DefaultValue: {}
 */
private String ext;

public DustbinExt getExtObject() {
    return JSON.parseObject(this.getExt(), DustbinExt.class);
}

public void setExtObject(DustbinExt ext) {
    this.ext = JSON.toJSONString(ext);
}

...

能夠看到 ext 字段就是用來存儲 json 格式的數據，它能夠動態地增長任何字段，甚至是對象，不須要經過 DDL（Data Definition Language） 去建立字段，很是適合用來解決上面提到的問題。

Java 代碼在這裏起到輔助性做用，經過定義一個內部類來管理擴展字段的屬性，方便咱們瞭解和管理擴展字段，提升代碼的可讀性和可維護性，java 這種方式也是筆者總結出來的較爲優雅的作法（我的觀點）。

侷限性

有經驗的讀者可能會提出，ext 字段在 Mysql 5.7.8 如下版本沒法對擴展字段中的某一個或一部分字段創建索引，由於 Mysql 5.7.8 版本如下不支持（Mysql 5.7.8 支持爲 Json Data Type 創建索引）。

沒錯，這是這個解決方案的一個侷限性，在 Mysql 5.7.8 如下版本，個人建議是， ext 擴展字段不要存儲熱點數據，只存儲非熱點數據，這樣就能夠避免查詢操做，下降維護 ext 字段帶來的成本和風險，那如何識別新增字段是否是熱點數據呢？這個須要結合實際業務需求來判斷，也能夠詢問對業務和技術更有經驗的同事，便於讀者更快得出結論。

終極版解決方案

在一些極端的狀況下，變化可能來得太快，而咱們要的是減小變化帶來的成本和風險，因此在表設計之初能夠根據自身經驗，或者找更有經驗的人尋求幫助，預估一下須要預留多少個備用字段，再配合擴展字段，基本上能夠把改變（添加字段）表結構的次數降至一個很是少的次數。

總結

在特殊狀況下，經過擴展字段 + 預留字段基本上能夠作到動態擴展字段，又不會影響爲熱點數據創建索引的狀況，這樣咱們獲得了一個很是靈活的表結構，便於咱們應對將來的變化，可是請注意，要維護好咱們的實體，包括裏面的每個字段，敬畏每一行代碼。

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