Нормализация и денормализация

↑ 1.1 Реляционная модель и SQL · ← Предыдущая · → Следующая

Обязательно~3 мин чтенияУровень: junior

Зачем это на собесе

Проверяют, понимаете ли вы, зачем нормализуют и почему иногда сознательно нарушают нормальные формы.

Аномалии в плохой схеме

Таблица orders(order_id, customer_name, customer_phone, product, price):

• аномалия вставки: нельзя добавить клиента без заказа;
• аномалия обновления: телефон клиента хранится в каждом заказе, легко получить расхождения;
• аномалия удаления: удалив последний заказ, теряем клиента.

Нормальные формы

НФ	Условие	Пример нарушения
1НФ	значения атомарны, нет повторяющихся групп	столбец phones = '111, 222'
2НФ	1НФ + нет частичных зависимостей от части составного ключа	(order_id, product_id) → product_name зависит только от product_id
3НФ	2НФ + нет транзитивных зависимостей	zip → city, а ключ — user_id
BCNF	каждая детерминанта — потенциальный ключ	усиленная 3НФ
4НФ и выше	многозначные зависимости и др.	применяют редко

Запоминалка: «данные зависят от ключа, от всего ключа и ни от чего, кроме ключа».

Пример

-- до: всё в одной таблице
orders(order_id, customer_email, customer_city, product_name, product_price, qty)
 
-- после (3НФ)
customers(id, email, city)
products(id, name, price)
orders(id, customer_id)
order_items(order_id, product_id, qty, price_at_order)

Обратите внимание на price_at_order: цена на момент заказа — это исторический факт, а не дубль; менять её при обновлении прайса нельзя.

Денормализация

Осознанное нарушение нормальных форм ради скорости чтения.

Приём	Пример	Цена
Дублирование поля	orders.customer_name для списка без JOIN	рассинхронизация
Счётчики	posts.comments_count	обновление при каждом изменении
Материализованные агрегаты	сводные таблицы, materialized view	обновление и задержка
JSONB-снимок	адрес доставки на момент заказа	сложность запросов
Хранилище для аналитики	звезда, снежинка	отдельная модель

Поддержка согласованности: транзакции, триггеры, пересчёт в фоне, события.

Когда что

• OLTP: нормализуем до 3НФ, денормализуем точечно по измеренным узким местам;
• OLAP: денормализованные широкие таблицы, схемы «звезда»;
• документные БД — данные, читаемые вместе, хранят вместе.

Вопросы с ответами

Что такое 3НФ простыми словами?

Каждый неключевой столбец зависит только от первичного ключа, а не от другого неключевого столбца.

Когда денормализация оправдана?

Когда измерено, что JOIN или агрегаты стали узким местом, и вы готовы поддерживать согласованность дублирующихся данных.

Почему хранить price_at_order в позиции заказа не нарушает нормализацию?

Это не копия текущей цены, а факт покупки на момент заказа; он не должен меняться при изменении прайс-листа.