1. 约束
1.1 数据的完整性
数据完整性(Data Integrity)是指数据的精确性(Accuracy)和可靠性(Reliability)。
数据完整性是防止数据库中存在不符合语义规定的数据和防止因错误信息的输入输出造成无效操作或错误信息而提出的。
为了保证数据的完整性,SQL规范以约束的方式对表数据进行额外的条件限制。从以下四个方面考虑:
- 实体完整性(Entity Integrity) :例如,同一个表中,不能存在两条完全相同无法区分的记录
- 域完整性(Domain Integrity) :例如:年龄范围0-120,性别范围“男/女”
- 引用完整性(Referential Integrity) :例如:员工所在部门,在部门表中要能找到这个部门
- 用户自定义完整性(User-defined Integrity) :例如:用户名唯一、密码不能为空等,本部门经理的工资不得高于本部门职工的平均工资的5倍。
1.2 约束
约束是表级的强制规定。约束是对表中字段的限制。
可以在创建表时添加约束(通过 CREATE TABLE 语句),或者在表创建之后通过 ALTER TABLE 语句添加约束或删除约束。
1.3 约束的分类
- 分类角度一:约束的字段的个数
- 单列约束
- 每个约束只约束一列
- 多列约束
- 每个约束可约束多列数据
- 分类角度二:约束的作用范围
- 列级约束
- 列级约束声明在对应字段的后面。列级约束只能作用在一个列上。
- 表级约束
- 表级约束,在表中所有字段都声明完成后,在所有字段的后面声明表级约束。表级约束可以作用在多个列上。
- 分列角度三:约束的作用
- NOT NULL: 非空约束,规定某个字段不能为空
- UNIQUE: 唯一约束,规定某个字段在整个表中是唯一的
- PRIMARY KEY: 主键(非空且唯一)约束
- FOREIGN KEY: 外键约束
- CHECK: 检查约束
- DEFAULT: 默认值约束
2. 查看表中的约束
查看指定表中的约束使用如下语句:
# information_schema 数据库名(系统库) # table_constraints 表名称(系统库中专门存储各个表的约束) SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = '表名称';
SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'employees';
3. 非空约束(NOT NULL)
3.1 作用
非空约束(NOT NULL)可以限定某个字段或某列的值不允许为空。
3.2 特点
- 默认情况下,所有的类型的值都可以是NULL,包括INT、FLOAT等数据类型;
- 非空约束只能出现在表的列上,只能针对表的某个列单独限定非空,不能组合非空,即非空约束只能为列级约束,不能作为表级约束;
- 一个表可以有多个列分别限定非空;
- 空字符串
''
不等于NULL,0也不等于NULL。
3.3 添加非空约束
3.3.1 建表时添加非空约束
语法:
CREATE TABLE 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型 NOT NULL, 字段名 数据类型 NOT NULL, ...... );
CREATE TABLE test1( id INT NOT NULL, last_name VARCHAR(15) NOT NULL, email VARCHAR(25), salary DECIMAL(10, 2) ); DESC test1;
3.3.2 建表后添加非空约束
语法:
ALTER TABLE 表名称 MODIFY 字段名 数据类型 NOT NULL;
如果要添加非空约束的字段中存在空值,则添加非空约束会报错。解决方法,将空值去除。
UPDATE test1 SET email = 'ZS@qq.com' WHERE id = 1; ALTER TABLE test1 MODIFY email VARCHAR(25) NOT NULL; DESC test1;
3.4 删除约束
语法:
#去掉 not null,该字段允许为空 ALTER TABLE 表名称 MODIFY 字段名 数据类型 NULL; # 或 #去掉 not null,该字段允许为空 ALTER TABLE 表名称 MODIFY 字段名 数据类型;
ALTER TABLE test1 MODIFY email VARCHAR(25) NULL; DESC test1;
4. 唯一性约束(UNIQUE)
4.1 作用
用来限制某个字段/某列的值不能重复。
注意:唯一性约束允许出现多个空值。
4.2 特点
- 同一个表可以有多个唯一约束。
- 唯一约束可以是某一个列的值唯一,也可以多个列组合的值唯一。
- 唯一性约束允许列值为空。
- 在创建唯一约束的时候,如果不给唯一约束命名,就默认和列名相同。
- MySQL会给唯一约束的列上默认创建一个唯一索引。
- 唯一约束可以作为列级约束,也可以作为表级约束。
4.3 添加唯一约束
4.3.1 建表时添加唯一约束
语法:
create table 表名称( 字段名 数据类型, # 添加列级约束 字段名 数据类型 unique, 字段名 数据类型 unique, 字段名 数据类型 ); create table 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, # 添加表级约束 [constraint 约束名] unique(字段名) );
代码示例:
CREATE TABLE IF NOT EXISTS test2 ( # 添加唯一约束 列级约束 id INT UNIQUE, last_name VARCHAR(15), email VARCHAR(25), salary DECIMAL(10, 2), # 添加表级约束 # 约束名为 uk_test2_email 作用在 email 字段 CONSTRAINT uk_test2_email UNIQUE(email) ); DESC test2;
SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test2';
唯一性约束允许列值为空,唯一性约束允许出现多个空值
INSERT INTO test2(id, last_name, email, salary) VALUES (1, 'ZS', '123@qq.com', 30000), (2, 'WW', NULL, 40000), (3, 'ZL', '1234@qq.com', 60000), (4, 'LS', NULL, 50000); SELECT * FROM test2;
4.3.2 建表后添加唯一约束
语法:
#方式1: alter table 表名称 add [constraint 约束名] unique(字段列表); #方式2: alter table 表名称 modify 字段名 字段类型 unique;
代码示例:
ALTER TABLE test2 ADD CONSTRAINT uk_test2_lastname UNIQUE(last_name); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test2';
ALTER TABLE test2 MODIFY salary DECIMAL(10, 2) UNIQUE; SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test2';
4.4 添加复合唯一性约束
4.4.1 建表时添加复合唯一性约束
建表时,添加复合唯一性约束只能使用表级约束。
语法:
create table 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, # 添加表级约束 [constraint 约束名] unique(字段名1, 字段名1 [, ...]) );
代码示例:
CREATE TABLE test3( id INT, name VARCHAR(15), pwd VARCHAR(25), # 添加复合唯一性约束 CONSTRAINT uk_test3_name_pwd UNIQUE(name, pwd) ); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test3';
INSERT INTO test3(id, name, pwd) VALUES (1, 'zs', '123'), (2, 'zs', '1234'), (3, 'ls', '123'); SELECT * FROM test3;
对于复合唯一性约束只有设置复合唯一约束的所有字段都相同才是算不唯一。只要有一个字段没有重复,就算没有重复。
4.5 删除唯一性约束
- 添加唯一性约束的列上也会自动创建唯一索引。
- 删除唯一约束只能通过删除唯一索引的方式删除。
- 删除时需要指定唯一索引名,唯一索引名就和唯一约束名一样。
- 如果创建唯一约束时未指定名称,如果是单列,就默认和列名相同;如果是组合列,那么默认和()中排在第一个的列名相同。也可以自定义唯一性约束名。
语法:
# 查看索引 show index from 表名称; # 删除唯一性约束 ALTER TABLE USER DROP INDEX 索引名;
代码示例:
查看约束:
SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test3';
查看索引:
show index from test3;
删除唯一性约束(删除索引):
ALTER TABLE test3 DROP INDEX uk_test3_name_pwd; SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test3';
5. 主键约束(PRIMARY KEY)
5.1 作用
主键约束(PRIMARY KEY)用来唯一标识表中的一行记录。
5.2 特点
- 主键约束相当于唯一约束+非空约束的组合,主键约束列不允许重复,也不允许出现空值。
- 一个表最多只能有一个主键约束,建立主键约束可以在列级别创建,也可以在表级别上创建。
- 主键约束对应着表中的一列或者多列(复合主键)
- 如果是多列组合的复合主键约束,那么这些列都不允许为空值,并且组合的值不允许重复。
- MySQL的主键名总是PRIMARY,就算自己命名了主键约束名也没用。
- 当创建主键约束时,系统默认会在所在的列或列组合上建立对应的主键索引(能够根据主键查询的,就根据主键查询,效率更高)。如果删除主键约束了,主键约束对应的索引就自动删除了。
- 需要注意的一点是,不要修改主键字段的值。因为主键是数据记录的唯一标识,如果修改了主键的值,就有可能会破坏数据的完整性。
5.3 添加主键约束
5.3.1 建表时添加主键约束
语法:
create table 表名称( 字段名 数据类型 primary key, #列级主键约束 字段名 数据类型, 字段名 数据类型 ); create table 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, [constraint 约束名] primary key(字段名) #表级主键约束 );
代码示例:
CREATE TABLE test4( id INT PRIMARY KEY, # 列级主键约束 last_name VARCHAR(15), salary DECIMAL(10, 2), email VARCHAR(25) ); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test4';
CREATE TABLE test5( id INT, last_name VARCHAR(15), salary DECIMAL(10, 2), email VARCHAR(25), # 表级主键约束 # 主键约束的约束名总是PRIMARY,所以没必要为主键约束取名 CONSTRAINT pk_test5_id PRIMARY KEY(id) ); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test5';
5.3.2 建表后添加主键约束
语法:
# 字段列表可以是一个字段,也可以是多个字段,如果是多 # 个字段的话,是复合主键 ALTER TABLE 表名称 ADD PRIMARY KEY(字段列表); `
代码示例:
CREATE TABLE test6( id INT , last_name VARCHAR(15), salary DECIMAL(10, 2), email VARCHAR(25) ); ALTER TABLE test6 ADD PRIMARY KEY (id); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test6';
CREATE TABLE test7( id INT , last_name VARCHAR(15), salary DECIMAL(10, 2), email VARCHAR(25) ); ALTER TABLE test7 MODIFY id INT PRIMARY KEY; SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test7';
5.4 添加复合主键约束
语法:
create table 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, primary key(字段名1,字段名2) #表示字段1和字段2的组合是唯一的,也可以有更多个字段 );
代码示例:
CREATE TABLE `user`( id INT, `name` VARCHAR(15), pwd VARCHAR(25), # 复合主键约束 PRIMARY KEY (`name`, pwd) ); SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'user';
5.5 删除主键约束
一般情况下,不进行主键约束的删除。由于MySQL数据存储采用的为B+树,主键删除后需要重新建立一个索引,会加大开销。
语法:
alter table 表名称 drop primary key;
代码示例:
ALTER TABLE test7 DROP PRIMARY KEY; SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'test7';
注意:删除主键约束,不需要指定主键名,因为一个表只有一个主键。删除主键约束后,非空还存在。
DESC test7;
6. 自增列(AUTO_INCREMENT)
6.1 作用
自增列(AUTO_INCREMENT)能够使得某个字段的值自增。
6.2 特点
- 一个表最多只能有一个自增长列
- 当需要产生唯一标识符或顺序值时,可设置自增长
- 自增长列约束的列必须是主键列或唯一键列
- 自增约束的列的数据类型必须是整数类型
- 如果自增列指定了 0 和 null,会在当前最大值的基础上自增;如果自增列手动指定了具体值,直接赋值为具体值
不建议为设置为自增列的字段手动指定具体的值
6.3 指定自增约束
6.3.1 建表时
语法:
create table 表名称( 字段名 数据类型 primary key auto_increment, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, 字段名 数据类型, ); create table 表名称( 字段名 数据类型, 字段名 数据类型 unique auto_increment, 字段名 数据类型, );
代码示例:
CREATE TABLE test8( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, last_name VARCHAR(15) ); INSERT INTO test8 (last_name) VALUES('TOM'), ('ZS'); SELECT * FROM test8;
CREATE TABLE test9( id INT UNIQUE AUTO_INCREMENT, last_name VARCHAR(15) ); INSERT INTO test9(last_name) VALUES ('LS'), ('WW'), ('ZS'); SELECT * FROM test9;
6.3.2 建表后
语法:
alter table 表名称 modify 字段名 数据类型 auto_increment;
代码示例:
CREATE TABLE test10( id INT PRIMARY KEY , last_name VARCHAR(15) ); ALTER TABLE test10 MODIFY id INT AUTO_INCREMENT; INSERT INTO test10(last_name) VALUES ('LS'), ('132'), ('ZS'); SELECT * FROM test10;
6.4 删除自增
语法:
#alter table 表名称 #modify 字段名 数据类型 auto_increment;#给这个字段增加自增约束 alter table 表名称 modify 字段名 数据类型; #去掉auto_increment相当于删除
代码示例:
ALTER TABLE test10 MODIFY id INT; DESC test10;
6.5 MySQL 8.0新特性—自增变量的持久化
在MySQL 5.7系统中,对于自增主键的分配规则,是由InnoDB数据字典内部一个 计数器 来决定的,而该计数器只在 内存中维护 ,并不会持久化到磁盘中。当数据库重启时,该计数器会被初始化,会被初始化为当前表自增变量最大值加1。
MySQL 8.0将自增主键的计数器持久化到 重做日志 中。每次计数器发生改变,都会将其写入重做日志中。如果数据库重启,InnoDB会根据重做日志中的信息来初始化计数器的内存值。
7. 外键约束(FOREIGN KEY)
7.1 作用
外键约束(FOREIGN KEY)用于限定某个表的某个字段的引用完整性。
比如:员工表的员工所在部门的选择,必须在部门表能找到对应的部分。
7.2 主表和从表/父表和子表
主表(父表):被引用的表,被参考的表
从表(子表):引用别人的表,参考别人的表
例如:
员工表的员工所在部门这个字段的值要参考部门表:部门表是主表,员工表是从表。
学生表、课程表、选课表:选课表的学生和课程要分别参考学生表和课程表,学生表和课程表是主表,选课表是从表。
7.3 特点
- (1)从表的外键列,必须引用/参考主表的主键或唯一约束的列
- 为什么?因为被依赖/被参考的值必须是唯一的
- (2)在创建外键约束时,可以指定外键约束名,如果不给外键约束命名,会自动产生一个外键约束名(例如student_ibfk_1;)。
- (3)创建(CREATE)表时就指定外键约束的话,应该先创建主表,再创建从表
- (4)删表时,先删从表(或先删除外键约束),再删除主表
- (5)当主表的记录被从表参照时,主表的记录将不允许删除,如果要删除数据,需要先删除从表中依赖该记录的数据,然后才可以删除主表的数据
- (6)在“从表”中指定外键约束,并且一个表可以建立多个外键约束
- (7)从表的外键列与主表被参照的列名字可以不相同,但是数据类型必须一样,逻辑意义一致。如果类型不一样,创建子表时,就会出现错误
“ERROR 1005 (HY000): Can't create table'database.tablename'(errno: 150)”
。 - (8)当创建外键约束时,系统默认会在所在的列上建立对应的普通索引。但是索引名是外键的约束名。(根据外键查询效率很高)
- (9)删除外键约束后,必须 手动 删除对应的索引
7.4 添加外键约束
7.4.1 建表时
语法:
CREATE TABLE 主表名称 ( 字段1 数据类型 PRIMARY KEY, 字段2 数据类型 ); CREATE TABLE 从表名称 ( 字段1 数据类型 PRIMARY KEY, 字段2 数据类型, [CONSTRAINT <外键约束名称>] FOREIGN KEY (从表的某个字段) REFERENCES 主表名(被参考字段) ); #(从表的某个字段)的数据类型必须与主表名(被参考字段)的数据类型一致,逻辑意义也一样 #(从表的某个字段)的字段名可以与主表名(被参考字段)的字段名一样,也可以不一样 -- FOREIGN KEY: 在表级指定子表中的列 -- REFERENCES: 标示在父表中的列
# 创建主表 CREATE TABLE dep1 ( dept_id INT, dept_name VARCHAR(15) ); # 被外键关联的字段应该为主键或者唯一约束 ALTER TABLE dep1 ADD PRIMARY KEY (dept_id); # 创建从表 CREATE TABLE emp1 ( emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, emp_name VARCHAR(15), department_id INT, # 表级约束添加外键约束 CONSTRAINT fk_emp1_department_id FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES dep1 (dept_id) );
7.4.2 建表后
语法:
ALTER TABLE 从表名 ADD [CONSTRAINT 约束名] FOREIGN KEY (从表的字段) REFERENCES 主表名(被引用字段) [on update xx][on delete xx];
# 创建主表 CREATE TABLE dep2 ( dept_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, dept_name VARCHAR(15) ); # 创建从表 CREATE TABLE emp2 ( emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, emp_name VARCHAR(15), department_id INT ); # 添加外键约束 ALTER TABLE emp2 ADD CONSTRAINT fk_emp2_department_id FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES dep2(dept_id);
7.5 约束等级
- Cascade方式 :在父表上update/delete记录时,同步update/delete子表的匹配记录
- Set null方式 :在父表上update/delete记录时,将子表上匹配记录的列设为null,但是要注意子表的外键列不能为not null
- No action方式 :如果子表中有匹配的记录,则不允许对父表对应候选键进行update/delete操作
- Restrict方式 :同no action, 都是立即检查外键约束
- Set default方式 (在可视化工具SQLyog中可能显示空白):父表有变更时,子表将外键列设置成一个默认的值,但Innodb不能识别
如果没有指定等级,就相当于Restrict方式。
对于外键约束,最好是采用: ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT 的方式。
7.6 删除外键约束
语法:
(1)第一步先查看约束名和删除外键约束 SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = '表名称';#查看某个表的约束名 ALTER TABLE 从表名 DROP FOREIGN KEY 外键约束名; (2)第二步查看索引名和删除索引。(注意,只能手动删除) SHOW INDEX FROM 表名称; #查看某个表的索引名 ALTER TABLE 从表名 DROP INDEX 索引名;
SELECT * FROM information_schema.TABLE_CONSTRAINTS WHERE TABLE_NAME = 'emp2';
ALTER TABLE emp2 DROP FOREIGN KEY fk_emp2_department_id;
SHOW INDEX FROM emp2;
ALTER TABLE emp2 DROP INDEX fk_emp2_department_id;
7.7 开发场景
问题1:如果两个表之间有关系(一对一、一对多),比如:员工表和部门表(一对多),它们之间是否一定要建外键约束?
答:不是的
问题2:建和不建外键约束有什么区别?
答:建外键约束,你的操作(创建表、删除表、添加、修改、删除)会受到限制,从语法层面受到限制。例如:在员工表中不可能添加一个员工信息,它的部门的值在部门表中找不到。
不建外键约束,你的操作(创建表、删除表、添加、修改、删除)不受限制,要保证数据的 引用完整性 ,只能依 靠程序员的自觉 ,或者是 在Java程序中进行限定 。例如:在员工表中,可以添加一个员工的信息,它的部门指定为一个完全不存在的部门。
问题3:那么建和不建外键约束和查询有没有关系?
答:没有
在 MySQL 里,外键约束是有成本的,需要消耗系统资源。对于大并发的 SQL 操作,有可能会不适合。比如大型网站的中央数据库,可能会 因为外键约束的系统开销而变得非常慢 。所以, MySQL 允许你不使用系统自带的外键约束,在 应用层面 完成检查数据一致性的逻辑。也就是说,即使你不用外键约束,也要想办法通过应用层面的附加逻辑,来实现外键约束的功能,确保数据的一致性。
7.8 阿里开发规范
【 强制 】不得使用外键与级联,一切外键概念必须在应用层解决。
说明:(概念解释)学生表中的 student_id 是主键,那么成绩表中的 student_id 则为外键。如果更新学生表中的 student_id,同时触发成绩表中的 student_id 更新,即为级联更新。外键与级联更新适用于 单机低并发 ,不适合 分布式 、 高并发集群 ;级联更新是强阻塞,存在数据库 更新风暴 的风险;外键影响数据库的 插入速度 。
8. 检查约束(CHECK)
MySQL5.7 可以使用check约束,但check约束对数据验证没有任何作用。添加数据时,没有任何错误或警告。MySQL 8.0中可以使用check约束了。
8.1 作用
检查某个字段的值是否符合某些要求,一般指的是值的范围。
8.2 添加检查约束
CREATE TABLE test11( id INT, last_name VARCHAR(15), # 要求 salary 字段中的值不能小于等于2000 salary DECIMAL(10, 2) CHECK ( salary > 2000 ) ); INSERT INTO test11(id, last_name, salary) VALUES (1, 'ZS', 1999);
9. 默认值约束(DEFAULT)
9.1 作用
给某个字段/某列指定默认值,一旦设置默认值,在插入数据时,如果此字段没有显式赋值,则赋值为默认值。
9.2 添加默认值约束
说明:默认值约束一般不在唯一键和主键列上加
9.2.1 建表时
CREATE TABLE test12( id INT, last_name VARCHAR(15), # salary 默认2000 salary DECIMAL(10, 2) DEFAULT 2000 ); INSERT INTO test12(id, last_name, salary) VALUES (1, 'ZS', 1999); INSERT INTO test12(id, last_name) VALUES (2, 'LS'); SELECT * FROM test12;
9.2.2 建表后
ALTER TABLE test12 MODIFY last_name VARCHAR(15) DEFAULT 'WW'; INSERT INTO test12(id, salary) VALUES (3, 3000), (4, 3000), (5, 3000); SELECT * FROM test12;
9.3 删除默认约束
ALTER TABLE test12 MODIFY last_name VARCHAR(15); INSERT INTO test12(id, salary) VALUES (3, 3000), (4, 3000), (5, 3000); SELECT * FROM test12;
10. 面试题
- 面试1、为什么建表时,加 not null default ‘’ 或 default 0
- 答:不想让表中出现null值。
- 面试2、为什么不想要 null 的值
- 答:
- (1)不好比较。null是一种特殊值,比较时只能用专门的is null 和 is not null来比较。碰到运算符,通常返回null。
- (2)效率不高。影响提高索引效果。因此,我们往往在建表时 not null default ‘’ 或 default 0
- 面试3、带AUTO_INCREMENT约束的字段值是从1开始的吗?
- 答:在MySQL中,默认AUTO_INCREMENT的初始值是1,每新增一条记录,字段值自动加1。设置自增属性(AUTO_INCREMENT)的时候,还可以指定第一条插入记录的自增字段的值,这样新插入的记录的自增字段值从初始值开始递增,如在表中插入第一条记录,同时指定id值为5,则以后插入的记录的id值就会从6开始往上增加。添加主键约束时,往往需要设置字段自动增加属性。
- 面试4、并不是每个表都可以任意选择存储引擎?
- 外键约束(FOREIGN KEY)不能跨引擎使用。
- MySQL支持多种存储引擎,每一个表都可以指定一个不同的存储引擎,需要注意的是:外键约束是用来保证数据的参照完整性的,如果表之间需要关联外键,却指定了不同的存储引擎,那么这些表之间是不能创建外键约束的。所以说,存储引擎的选择也不完全是随意的。