MySQL树状数据的数据库设计

我们在mysql数据库设计的时候，会遇到一种树状的数据。如公司下面分开数个部门，部门下面又各自分开数个科室，以此形成树状的数据。

[[204962]]

0 树状数据的分类

我们在mysql数据库设计的时候，会遇到一种树状的数据。如公司下面分开数个部门，部门下面又各自分开数个科室，以此形成树状的数据。关于树状的数据，按层级数大致可分为一下两类：

前者的优点在于，由于每一层级均有各自含义，数据库的整体设计更为方便，可将某一子节点的不同上级节点均存储在数据库中，同样以某集团为例：

这样设计的表格冗余较多，但在各种类型查询的时候效率较高.在插入，更新(含子机构,由于业务逻辑特点,机构之间的更新一般是平行转移)，删除(含子机构)的时候，由于冗余信息较多，数据操作时所需进行的查询获得也较简单。根据情况,部分冗余信息也考虑删去，如父级节点code，删去一些设计必然会导致部分查询的效率或复杂度提升，这个就需要根据实际情况来取舍平衡了。

缺点有两个：

1. 一个是当层级数量较多的时候,需要存储大量的冗余信息.当然也可以考虑节约方案：1)不存储像n级祖先code这样的字段，但这样就无法利用固定层级设计带来的高效查询特性，是不建议这么做的；2)n级存储不使用code而改用id，这样做主要是在数据迁移或者他表利用的时候不方便。
2. 另一个缺点是，当需求方给出要求，需要对当前机构重新洗牌，变更层级数的时候，你会非常头疼。

后者的优缺点则与前者的优缺点恰好相反，非固定的层级限制非常灵活，而缺点就是查询及数据操作上两方面的不便，这也是本文所要讲述的重点，即如何设计非固定层级的树状数据。

1 非固定层级树状数据的设计方式--祖先路径

树状数据最简单的一种设计方式是,只增加父级id。但这种设计方式给查询后代节点带来了极大的不便，据我所知，尚没有一种不通过函数/存储过程这样循环遍历的查询方式，来一次获取某个节点的所有后代节点或是祖先节点。(此前找到过一个较复杂的查询后代节点的sql，利用的也是祖先节点的id大于后代节点id的特性，但有可能存在通过更新节点使后代节点id大于祖先节点id，所以也不严谨，在此不进行详述)

对于非固定层级树状数据的一种设计方式是：增加祖先路径(ancestor_path)，具体可参考下表：

id | 节点名称 | 父id | 祖先路径

---|---|---|---
1|node1|0|0,
2|node2|0|0,
3|node1.1|1|0,1,
4|node1.2|1|0,1,
5|node2.1|2|0,2,
6|node1.1.1|3|0,1,3,
7|node1.1.2|3|0,1,3,
8|node1.2.1|4|0,1,4,
9|node2.1.1|5|0,2,5,

实际设计时，还可考虑加入层级这个冗余字段，但我在实际使用的过程中很少用到这个字段。

这样，在加了这个字段之后，任意节点的所有祖先节点信息就都可通过这样一条数据全部获取。

祖先路径的设定具有以下特点：

1. 没有父节点的根节点，父id默认为'0'，祖先路径默认为'0,'；
2. 每增加的一个子节点,祖先路径都是在要增加的子节点的父节点的祖先路径上增加父id和','；参考的表结构如下：

CREATETABLE`t_node`(
`node_id`int(11)NOTNULLAUTO_INCREMENT,
`node_name`varchar(50)NOTNULL,
`p_id`int(11)NOTNULL,
`ancestor_path`varchar(100)NOTNULL,
PRIMARYKEY(`node_id`)
)ENGINE=InnoDBAUTO_INCREMENT=10DEFAULTCHARSET=utf8;

2 祖先路径的查询

设计的树节点的查询，主要有两种，一种是查询某个节点的所有后代节点(与查询祖先节点为某个已知节点的所有节点集合是一个意思)，这种也是最常用的一种查询；一种是查询某个节点的所有祖先节点，这种不太常用。

1. 查询某个节点的所有后代节点 参考示例如下：

SELECT*FROMt_node
WHEREancestor_pathLIKECONCAT(
(SELECT*FROM(SELECTancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?)wt),
?,',%')

以上sql即是对id为？的某个节点的所有后代节点的查询方式一，还可使用以下方式：

SELECT*FROMt_nodeWHEREancestor_pathLIKECONCAT('%,',?,',%')

查询方式二的方式更加简洁。但考虑到查询方式一只用到了右模糊查询，可以使用索引，所以还是建议使用方式一进行查询。

需要注意的是以上两种方式查到的节点集合都不包含子节点，如果需要包含该节点的信息，还需要加上

...ORnode_id=?

2. 查询某个节点的所有祖先节点

SELECT*FROMt_nodeWHEREnode_idREGEXP
CONCAT('^(',
REPLACE((SELECT*FROM(SELECTancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?)wt),',','|'),
'0)$')

以上方式查询祖先节点的效率确实不是很高，但考虑到该查询本身并不用，便姑且用之了。

3 祖先路径的插入,更新和删除

分别分插入，更新和删除来讲：

1. 插入

INSERTINTOt_node(node_name,p_id,ancestor_path)
VALUE('node?',?,
CONCAT((SELECT*FROM(SELECTancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?)wt),?,','))

sql中的3个?均为要加入父节点的id。

2. 更新(含子节点)

如果更新的时候，父节点的位置没有变化,则不必考虑太多；

如果需要更新所在父节点，相比于最简单的树节点设计模式，增加祖先路径的方式除了在更新当前节点本身的父id外，还需要修改对应的祖先路径,这个步骤通过存储过程实现，是一种比较简单的方式，在此不再详述。仅对不使用存储过程的方式进行描述。

UPDATEt_nodeSETp_id=?_pWHEREnode_id=?_n;
UPDATEt_nodeSETancestor_path=CONCAT((SELECT*FROM(SELECTancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?_p)wt2),?_p,',',SUBSTR(ancestor_path,LENGTH(@PPath)+1))
WHEREancestor_pathLIKECONCAT((SELECT*FROM(SELECT@ppath:=ancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?_n)wt),?_n,',%')
ORnode_id=?_n;

其中?_n表示要修改的节点的id，?_p表示要修改的节点的新父节点的id。

注：使用该sql一定要先更新子节点的祖先路径，再更新本节点的祖先路径，如果是使用存储过程的话就可以无视这一点了。

3. 删除(含子节点)

DELETEFROMt_node
WHEREancestor_pathLIKECONCAT(
(SELECT*FROM(SELECTancestor_pathFROMt_nodeWHEREnode_id=?)wt),
?,',%')

删除的核心在于where，和获取所有后代节点的where可以说是完全一样的。

同样要主要先删除所有后代节点，再删除本节点；

4 祖先路径的重置

有可能你此前的某个数据库表格没有使用过祖先路径，但已经积累了一定量的数据，或者之前使用了祖先路径，但由于某种原因导致祖先路径的一些数据更新错误。因为祖先路径本质上是一个冗余字段，所以还是可以通过父id的方式将之还原重置。

以下为机构表的一个重置存储过程,供以参考：

CREATEDEFINER=`root`@`localhost`PROCEDURE`p_reset_organ_path`(OUTresultMarkvarchar(50))
BEGIN
/*
使用前的说明:
1.本存储过程非客户使用,且自己人使用频率同样较低,故过程更方便调试,但效率不是很高;
2.如果执行SELECT*FROMt_organWHEREorgan_id<parent_organ_id(即父机构产生于子机构之后)后的数据为空,则可以考虑使用分段模式(速度会快一些).
3.如果2中所述数据不为空,使用分段会使该id对应的机构及其子机构的ancestor_path不正确.结果为partfail.
*/
DECLAREintACountINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintPCountINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintPIndexINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintPOrganIdINT(11)DEFAULT0;
DECLAREstrPPathVARCHAR(100)DEFAULT'';
DECLAREintLoopDoneINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintRCountINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintRIndexINT(11)DEFAULT0;
DECLAREintROrganIdINT(11)DEFAULT0;
DROPTABLEIFEXISTStmp_aOrganIdList;
CREATETEMPORARYTABLEtmp_aOrganIdList(
rowidINT(11)auto_incrementPRIMARYKEY,
organ_idINT(11),
p_organ_idINT(11)
);
DROPTABLEIFEXISTStmp_pOrganIdList;
CREATETEMPORARYTABLEtmp_pOrganIdList(
rowidINT(11)auto_incrementPRIMARYKEY,
organ_idINT(11)
);
/**/
DROPTABLEIFEXISTStmp_cOrganIdList;
CREATETEMPORARYTABLEtmp_cOrganIdList(
rowidINT(11)auto_incrementPRIMARYKEY,
organ_idINT(11)
);
DROPTABLEIFEXISTStmp_rOrganIdList;
CREATETEMPORARYTABLEtmp_rOrganIdList(
rowidINT(11)auto_incrementPRIMARYKEY,
organ_idINT(11),
p_organ_idINT(11),
ancestor_pathVARCHAR(100)
);
INSERTINTOtmp_aOrganIdList(organ_id,p_organ_id)
(SELECTorgan_id,parent_organ_idFROMt_organ);--测试的时候limit:LIMIT0,100
INSERTINTOtmp_pOrganIdList(organ_id)VALUES(0);
INSERTINTOtmp_rOrganIdList(organ_id,p_organ_id,ancestor_path)VALUES(0,-1,'');
WHILE((SELECTCOUNT(1)FROMtmp_aOrganIdList)>0ANDintLoopDone=0)DO--持续循环,当没有organId数据为止(如果中间机构中断,则可能陷入死循环)
SELECTCOUNT(1)FROMtmp_pOrganIdListINTOintPCount;--当前父机构id的缓存区
SETintPIndex=0;
WHILEintPIndex<=intPCountDO--对每个当前查询到的父id进行对应操作
SELECTorgan_idFROMtmp_pOrganIdListLIMITintPIndex,1INTOintPOrganId;
SELECTancestor_pathFROMtmp_rOrganIdListWHEREorgan_id=intPOrganIdINTOstrPPath;
INSERTINTOtmp_cOrganIdList(organ_id)(SELECTorgan_idFROMtmp_aOrganIdListWHEREp_organ_id=intPOrganId);--次级机构id的缓存区
--SELECTCOUNT(1)FROMtmp_pOrganIdListINTOintDelCount;
INSERTINTOtmp_rOrganIdList(organ_id,p_organ_id,ancestor_path)
(SELECTorgan_id,intPOrganId,CONCAT(strPPath,intPOrganId,',')FROMtmp_aOrganIdListWHEREp_organ_id=intPOrganId);
DELETEFROMtmp_aOrganIdListWHEREp_organ_id=intPOrganId;
SETintPIndex=intPIndex+1;
ENDWHILE;
DELETEFROMtmp_pOrganIdList;
IF(SELECTCOUNT(1)FROMtmp_cOrganIdList)>0THEN
INSERTINTOtmp_pOrganIdList(organ_id)(SELECTorgan_idFROMtmp_cOrganIdList);
DELETEFROMtmp_cOrganIdList;
ELSE
SETintLoopDone=1;
ENDIF;
--SELECT*FROMtmp_pOrganIdList;
--SELECTCOUNT(1)FROMtmp_aOrganIdList;
--SELECTintLoopDone;
ENDWHILE;
--SELECT*FROMtmp_rOrganIdList;--想要查看测试的结果,请看此表
SELECTCOUNT(1)FROMtmp_rOrganIdListINTOintRCount;
WHILEintRIndex<=intRCountDO
SELECTorgan_id,ancestor_pathFROMtmp_rOrganIdListLIMITintRIndex,1INTOintROrganId,strPPath;
UPDATEt_organSETancestor_path=strPPathWHEREorgan_id=intROrganId;
SETintRIndex=intRIndex+1;
ENDWHILE;
IF(SELECTCOUNT(1)FROMtmp_aOrganIdList)=0THEN
SETresultMark='perfect';
ELSE
SETresultMark='partfail';
ENDIF;
END