全栈项目需要理解数据建模、索引、缓存和 ORM。本文整理关系型数据库、NoSQL、ORM 与 Prisma 实践。

关系型数据库

MySQL 与 PostgreSQL

关系型数据库用表、行、列和约束组织数据，适合结构清晰、事务要求高的业务。MySQL 使用广泛，生态成熟；PostgreSQL 类型系统、扩展能力和复杂查询能力强。

关系型数据库适合订单、用户、支付、权限等需要强一致性、事务、复杂查询和结构化约束的场景。

事务与 ACID

事务保证一组操作要么全部成功，要么全部失败。ACID 分别是原子性、一致性、隔离性、持久性。隔离级别越高，并发问题越少，但性能成本越高。

事务能保证关键业务状态一致，比如下单时扣库存、生成订单、写流水必须作为一个整体处理，不能只成功一半。

索引

索引本质是用额外数据结构加速查询。MySQL InnoDB 常用 B+Tree 索引。索引不是越多越好，写入和更新也要维护索引。

索引失效常见原因：对索引列做函数计算、隐式类型转换、前置模糊匹配、联合索引不满足最左前缀、选择性太差。

缓存与 NoSQL

Redis

Redis 是内存数据存储，常用于缓存、分布式锁、计数器、排行榜、会话和消息队列。常见数据结构有 String、Hash、List、Set、ZSet。

缓存穿透、击穿、雪崩的区别：

穿透：查询不存在数据打到数据库，可用空值缓存和布隆过滤器。
击穿：热点 key 失效瞬间大量请求打到数据库，可用互斥锁和逻辑过期。
雪崩：大量 key 同时失效，可用随机过期时间和限流降级。

MongoDB

MongoDB 是文档数据库，数据以 BSON 文档存储，适合字段变化频繁、文档聚合读取明显的场景。但如果业务强事务、复杂 join 很多，关系型数据库更合适。

MongoDB 不是简单替代 MySQL，要看数据模型和查询方式。文档型、结构灵活、读写文档整体的场景适合 MongoDB；强关系和事务场景更适合关系型数据库。

ORM 与 Prisma

ORM 的价值

ORM 把数据库表映射成语言里的模型，减少手写 SQL，提升类型提示和迁移管理体验。但复杂查询、性能优化和事务边界仍需要理解 SQL。

ORM 的缺点：可能生成低效 SQL，隐藏查询成本，复杂查询表达不直观。工程里要能查看 SQL、分析慢查询，而不是完全依赖 ORM。

Prisma

Prisma 通过 schema 定义模型，生成类型安全的 client，并提供 migration 管理数据库结构。它适合 TypeScript 全栈项目。

Prisma 的类型安全体现在：模型字段、查询参数和返回值都能由 schema 推导，字段名写错或类型不匹配会在编译阶段暴露。

数据建模

表设计

表设计要关注主键、外键、唯一约束、字段类型、索引、冗余和扩展性。不要为了省事把所有数据塞进 JSON，也不要过度范式化导致查询复杂。

用户和角色权限通常拆用户表、角色表、权限表，以及用户角色关联表、角色权限关联表。这样支持多角色、多权限和后续扩展。

代码示例

B+Tree 索引为什么适合数据库

B+Tree 的非叶子节点只存 key 和指针，叶子节点存数据或主键，并且叶子节点有链表连接。这样树高更低，范围查询更友好，磁盘 I/O 更少。

CREATE TABLE users (
  id BIGINT PRIMARY KEY,
  email VARCHAR(128) NOT NULL,
  name VARCHAR(64) NOT NULL,
  created_at DATETIME NOT NULL,
  UNIQUE KEY uniq_email (email),
  KEY idx_created_at (created_at)
);

InnoDB 的主键索引是聚簇索引，叶子节点存整行数据；普通二级索引叶子节点存主键值。通过二级索引查到主键后，再回到主键索引查整行，这叫回表。

联合索引与最左前缀

联合索引 (a, b, c) 可以支持按最左前缀的查询，比如 a、a,b、a,b,c。如果跳过 a 只查 b，通常无法充分利用该联合索引。

CREATE INDEX idx_user_status_time
ON orders (user_id, status, created_at);

-- 能利用 user_id、status，并可用于 created_at 范围
SELECT *
FROM orders
WHERE user_id = 10
  AND status = 'paid'
  AND created_at >= '2026-01-01';

-- 难以充分利用该索引
SELECT *
FROM orders
WHERE status = 'paid';

联合索引字段顺序设计：优先考虑查询模式。常见做法是等值条件放前面，范围条件放后面，同时兼顾字段区分度、排序和覆盖索引。

Redis 分布式锁

Redis 锁必须保证加锁原子性、设置过期时间、释放时校验 owner，不能直接 del key。

// 加锁：SET lockKey requestId NX PX 30000
await redis.set(lockKey, requestId, {
  NX: true,
  PX: 30_000
})

释放锁需要 Lua 保证「判断并删除」原子：

if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
  return redis.call("DEL", KEYS[1])
else
  return 0
end

Redis 锁过期时间要大于业务正常执行时间，并考虑续期机制。过短会导致锁提前释放，过长会影响故障恢复。高可靠场景还要评估 Redlock 或数据库事务方案。

Prisma 事务示例

下单这类操作要保证库存和订单一致，不能拆成独立请求随意执行。

await prisma.$transaction(async tx => {
  const product = await tx.product.findUnique({
    where: { id: productId }
  })

  if (!product || product.stock <= 0) {
    throw new Error('库存不足')
  }

  await tx.product.update({
    where: { id: productId },
    data: { stock: { decrement: 1 } }
  })

  await tx.order.create({
    data: {
      userId,
      productId,
      status: 'paid'
    }
  })
})