Вопрос. Процесс денормализации бд: определение; характеристика способов денормализации бд.

Денормализация (англ. denormalization) — намеренное приведение структуры базы данных в состояние, не соответствующее критериям нормализации, обычно проводимое с целью ускорения операций чтения из базы за счет добавления избыточных данных.

Основные сведения

Устранение аномалий данных в соответствии с теорией реляционных баз данных требует, чтобы любая база данных была нормализована, то есть соответствовала требованиям нормальных форм. Соответствие требованиям нормализации минимизирует избыточность базы данных и обеспечивает отсутствие многих видов логических ошибок обновления и выборки данных.

Однако в некоторых случаях для некоторых запросов выборки операция соединения (JOIN) нормализованных отношений выполняется неприемлемо долго. Вследствие этого в ситуациях, когда производительность таких запросов невозможно повысить иными средствами, может проводиться денормализация — композиция нескольких отношений (таблиц) в одну, которая, как правило, находится во второй, но не в третьей нормальной форме. Новое отношение фактически является хранимым результатом операции соединения исходных отношений.

За счёт такого перепроектирования операция соединения при выборке становится ненужной и запросы выборки, которые ранее требовали соединения, работают быстрее.

Следует помнить, что денормализация всегда выполяется за счёт повышения риска нарушения целостности данных при операциях модификации. Поэтому денормализацию следует проводить в крайнем случае, если другие меры повышения производительности невозможны. Идеально, если денормализованная БД используется только на чтение.

Кроме того, следует учесть, что ускорение одних запросов на денормализованной БД может сопровождаться замедлением других запросов, которые ранее выполнялись отдельно на нормализованных отношениях.

Для чего нужна денормализация

Денормализацию базы проводят обычно для повышения производительности, реже - для облегчения жизни программистам, разрабатывающим приложения, работающие с этой базой данных. Хотя часто эти цели достигаются одновременно:).

Рассмотрим некоторые распространенные ситуации, в которых денормализация может оказаться полезна.

Большое количество соединений таблиц

В запросах к полностью нормализованной базе нередко приходится соединять до десятка, а то и больше, таблиц. А каждое соединение - операция весьма ресурсоемкая. Как следствие, такие запросы очень аппетитно кушают ресурсы сервера и выполняются медленно.

В такой ситуации поможет денормализация путем сокращения количества таблиц. Лучше объединять в одну несколько таблиц, имеющих небольшой размер, содержащих редко изменяемую (как часто говорят, условно-постоянную, или нормативно-справочную) информацию, причем информацию, по смыслу тесно связанную между собой.

Расчетные значения

Зачастую медленно выполняются и потребляют много ресурсов запросы, в которых производятся какие-то сложные вычисления, особенно при использовании группировок и агрегатных функций (Sum, Max и т.п.). Иногда имеет смысл добавить в таблицу 1-2 дополнительных столбца, содержащих часто используемые (и сложно вычисляемые) расчетные данные.

Длинные поля

Если у нас в базе данных есть большие таблицы, содержащие длинные поля (Blob, Long и т.п.), то серьезно ускорить выполнение запросов к такой таблице мы сможем, если вынесем длинные поля в отдельную таблицу. Хотим мы, скажем, создать в базе каталог фотографий, в том числе хранить в blob-полях и сами фотографии (профессионального качества, с высоким разрешением, и соответствующего размера). С точки зрения нормализации абсолютно правильной будет такая структура таблицы:

ID фотографии

ID автора

ID модели фотоаппарата сама фотография (blob-поле).

Естественно, есть еще отдельные таблицы, содержащие сведения об авторах (ключевое поле - ID автора) и о моделях фотоаппаратов (ключевое поле - ID модели). А сейчас представим, сколько времени будет работать запрос, подсчитывающий количество фотографий, сделанных каким-либо автором...

Правильным решением (хотя и нарушающим принципы нормализации) в такой ситуации будет создать еще одну таблицу, состоящую всего из двух полей - ID фотографии и blob-поле с самой фотографией. Тогда выборки из основной таблицы (в которой огромного blob-поля сейчас уже нет) будут идти моментально, ну а когда захотим посмотреть саму фотографию - что ж, подождем...