揭露 PHP 应用程序中出现的五个常见数据库问题 —— 包括数据库模式设计、数据库访问和使用数据库的业务逻辑代码 —— 以及它们的解决方案。
如果只有一种 方式使用数据库是正确的……
您可以用很多的方式创建数据库设计、数据库访问和基于数据库的 PHP 业务逻辑代码，但最终一般以错误告终。本文说明了数据库设计和访问数据库的 PHP 代码中出现的五个常见问题，以及在遇到这些问题时如何修复它们。
问题 1：直接使用 MySQL
一个常见问题是较老的 PHP 代码直接使用 mysql_ 函数来访问数据库。清单 1 展示了如何直接访问数据库。
清单 1. Access/get.php
＜?php
function 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 函数来访问数据库。还要注意查询，其中使用字符串连接来向查询添加 $name 参数。
该技术有两个很好的替代方案：PEAR DB 模块和 PHP Data Objects (PDO) 类。两者都从特定数据库选择提供抽象。因此，您的代码无需太多调整就可以在 IBM? DB2?、MySQL、PostgreSQL 或者您想要连接到的任何其他数据库上运行。
使用 PEAR DB 模块和 PDO 抽象层的另一个价值在于您可以在 SQL 语句中使用 ? 操作符。这样做可使 SQL 更加易于维护，且可使您的应用程序免受 SQL 注入攻击。
使用 PEAR DB 的替代代码如下所示。
清单 2. Access/get_good.php
＜?php
require_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 中的数据库连接字符串除外。此外，我们通过 ? 操作符在 SQL 中使用 $name 变量。然后，查询的数据通过 query() 方法末尾的 array 被发送进来。
问题 2：不使用自动增量功能
与大多数现代数据库一样，MySQL 能够在每记录的基础上创建自动增量惟一标识符。除此之外，我们仍然会看到这样的代码，即首先运行一个 SELECT 语句来找到最大的 id，然后将该 id 增 1，并找到一个新记录。清单 3 展示了一个示例坏模式。
清单 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' );
这里的 id 字段被简单地指定为整数。所以，尽管它应该是惟一的，我们还是可以添加任何值，如 CREATE 语句后面的几个 INSERT 语句中所示。清单 4 展示了将用户添加到这种类型的模式的 PHP 代码。
清单 4. Add_user.php
＜?php
require_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 中的代码首先执行一个查询以找到 id 的最大值。然后文件以 id 值加 1 运行一个 INSERT 语句。该代码在负载很重的服务器上会在竞态条件中失败。另外，它也效率低下。
那么替代方案是什么呢？使用 MySQL 中的自动增量特性来自动地为每个插入创建惟一的 ID。更新后的模式如下所示。
清单 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' );
我们添加了 NOT NULL 标志来指示字段必须不能为空。我们还添加了 AUTO_INCREMENT 标志来指示字段是自动增量的，添加 PRIMARY KEY 标志来指示那个字段是一个 id。这些更改加快了速度。清单 6 展示了更新后的 PHP 代码，即将用户插入表中。
清单 6. Add_user_good.php
＜?php
require_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 );
?＞
现在我不是获得最大的 id 值，而是直接使用 INSERT 语句来插入数据，然后使用 SELECT 语句来检索最后插入的记录的 id。该代码比最初的版本及其相关模式要简单得多，且效率更高。
问题 3：使用多个数据库
偶尔，我们会看到一个应用程序中，每个表都在一个单独的数据库中。在非常大的数据库中这样做是合理的，但是对于一般的应用程序，则不需要这种级别的分割。此外，不能跨数据库执行关系查询，这会影响使用关系数据库的整体思想，更不用说跨多个数据库管理表会更困难了。 那么，多个数据库应该是什么样的呢？首先，您需要一些数据。清单 7 展示了分成 4 个文件的这样的数据。
清单 7. 数据库文件
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' );
在这些文件的多数据库版本中，您应该将 SQL 语句加载到一个数据库中，然后将 users SQL 语句加载到另一个数据库中。用于在数据库中查询与某个特定用户相关联的文件的 PHP 代码如下所示。
清单 8. Getfiles.php
＜?php
require_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 函数连接到包含用户表的数据库并检索给定用户的 ID。get_files 函数连接到文件表并检索与给定用户相关联的文件行。
做所有这些事情的一个更好办法是将数据加载到一个数据库中，然后执行查询，比如下面的查询。
清单 9. Getfiles_good.php
＜?php
require_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 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 );
?＞
该代码不仅更短，而且也更容易理解和高效。我们不是执行两个查询，而是执行一个查询。
尽管该问题听起来有些牵强，但是在实践中我们通常总结出所有的表应该在同一个数据库中，除非有非常迫不得已的理由。
问题 4：不使用关系
关系数据库不同于编程语言，它们不具有数组类型。相反，它们使用表之间的关系来创建对象之间的一到多结构，这与数组具有相同的效果。我在应用程序中看到的一个问题是，工程师试图将数据库当作编程语言来使用，即通过使用具有逗号分隔的标识符的文本字符串来创建数组。请看下面的模式。
清单 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' );
系统中的一个用户可以具有多个文件。在编程语言中，应该使用数组来表示与一个用户相关联的文件。在本例中，程序员选择创建一个 files 字段，其中包含一个由逗号分隔的文件 id 列表。要得到一个特定用户的所有文件的列表，程序员必须首先从用户表中读取行，然后解析文件的文本，并为每个文件运行一个单独的 SELECT 语句。该代码如下所示。
清单 11. Get.php
＜?php
require_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 );
?＞
该技术很慢，难以维护，且没有很好地利用数据库。惟一的解决方案是重新架构模式，以将其转换回到传统的关系形式，如下所示。
清单 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' );
这里，每个文件都通过 user_id 函数与文件表中的用户相关。这可能与任何将多个文件看成数组的人的思想相反。当然，数组不引用其包含的对象 —— 事实上，反之亦然。但是在关系数据库中，工作原理就是这样的，并且查询也因此要快速且简单得多。清单 13 展示了相应的 PHP 代码。
清单 13. Get_good.php
＜?php
require_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 );
?＞
这里，我们对数据库进行一次查询，以获得所有的行。代码不复杂，并且它将数据库作为其原有的用途使用。
问题 5：n+1 模式
我真不知有多少次看到过这样的大型应用程序，其中的代码首先检索一些实体（比如说客户），然后来回地一个一个地检索它们，以得到每个实体的详细信息。我们将其称为 n+1 模式，因为查询要执行这么多次 —— 一次查询检索所有实体的列表，然后对于 n 个实体中的每一个执行一次查询。当 n=10 时这还不成其为问题，但是当 n=100 或 n=1000 时呢？然后肯定会出现低效率问题。清单 14 展示了这种模式的一个例子。
清单 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' );
该模式是可靠的，其中没有任何错误。问题在于访问数据库以找到一个给定作者的所有书籍的代码中，如下所示。
清单 15. Get.php
＜?php
require_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码，您可能会想，“嘿，这才是真正的清楚明了。” 首先，得到作者 id，然后得到书籍列表，然后得到有关每本书的信息。的确，它很清楚明了，但是其高效吗？回答是否定的。看看只是检索 Jack Herrington 的书籍时要执行多少次查询。一次获得 id，另一次获得书籍列表，然后每本书执行一次查询。三本书要执行五次查询！
解决方案是用一个函数来执行大量的查询，如下所示。
清单 16. Get_good.php
＜?php
require_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 );
?＞
现在检索列表需要一个快速、单个的查询。这意味着我将很可能必须具有几个这些类型的具有不同参数的方法，但是实在是没有选择。如果您想要具有一个扩展的 PHP 应用程序，那么必须有效地使用数据库，这意味着更智能的查询。
本例的问题是它有点太清晰了。通常来说，这些类型的 n+1 或 n*n 问题要微妙得多。