mysql中的約束和索引

本文內容僅在 MariaDB-10.2.15 版本下驗證，其它環境下可能略有差異。

簡單來說，約束是爲了實現業務規則、保證數據的完整性，索引是爲了查詢高效，二者原本是兩個不同的東西，只是在 mysql 中實現方法有類似之處，所以經常會讓人感到迷惑。

一、約束（Constraint）

約束，是爲了實現非空、非重等常見業務規則，在定義數據時對錶或某些字段增加的特定的約束規則。

常見的約束類型有主鍵約束、唯一約束、非空約束、默認值約束、外鍵約束等。

1、主鍵約束（primary key）

• primary key，用於定義表的主鍵，是唯一確定表中每一條記錄的標識符
• 主鍵不能爲空，也不能重複
• 一張表中只能有一個主鍵

設置主鍵：

• 創建表的同時設置主鍵

create table student1 (
	sid int(10) primary key,  -- 對 sid 字段設置主鍵約束
	sname varchar(20) not null  -- 對 sname 字段設置非空約束
)

• 創建表以後，追加主鍵

create table student2(
	sid int(10) not null,
	sname varchar(10) not null
)

# 追加主鍵，並設置主鍵名稱
ALTER TABLE student2 ADD CONSTRAINT pks2 PRIMARY KEY(sid);

• 設置複合主鍵
  • 即把多個列同時設置爲一個主鍵

create table student3 (
	sid int(10) not null,
	nid int(10) not null,
	sname varchar(10) not null,
    primary key (sid, nid)  -- 定義複合主鍵
)

• 刪除主鍵：

ALTER TABLE student3 DROP PRIMARY KEY;

2、唯一性約束（unique）

• unique，設置某列數據不能重複，但可以有空值
• 一張表中可以對多個列設置 unique 約束，也可以把多個字段定義成一個 unique 約束
• 主鍵所在的列，不能使用唯一約束

區分唯一約束和主鍵約束：

• 一張表只能有一個主鍵，但可以出現多個唯一約束
• 主鍵不能爲null，唯一可以爲null

設置唯一約束：

• 在創建表的同時，設置唯一約束：

create table student4(
	sid int(10) primary key ,
	sname varchar(10) unique
)

• 在創建表以後，追加約束：

create table student5(
	sid int(10) primary key,
	sname varchar(10)
)
ALTER TABLE student5 ADD CONSTRAINT uns5
UNIQUE(sname);

• 把多個字段都設置成同一個唯一約束：

create table student6 (
	sid int(10) primary key,
	nid int(10) not null,
	sname varchar(10) not null,
    UNIQUE KEY uk6(sid, nid)  -- 定義複合 unique 約束
)

刪除約束：

ALTER TABLE student6 DROP INDEX uk6;

3、默認值約束（default）

在插入操作時，當某一列沒有值時系統就自動把之前設置的默認值賦值過去。

設置默認值約束：

create table student7(
	sid int(10) primary key,
	sname varchar(10) not null,
	age int(10) default 12  -- 設置默認值爲12
)

4、外鍵約束（foreign key）

定義：

• 如果在一張表中有一個非主鍵的字段，指向了另一張表中的主鍵。
  • 每張表中可以有多個外鍵

• 通常將外鍵所在的表稱爲子表或被約束表，指向的另一個表稱爲父表或約束表或外表
  • 子表中外鍵字段的取值範圍由父表決定

• 子表在進行寫操作的時候，如果外鍵字段在父表中找不到對應的匹配，操作就會失敗

• 對父表的主鍵字段進行刪和改時，如果對應的主鍵在子表中被引用，操作就會失敗

外鍵的三種約束模式：

• district： 嚴格模式， 父表不能刪除或更新一個被子表引用的記錄。

• cascade： 級聯模式，父表操作後，子表關聯的數據也跟着一起操作。

• set null： 置空模式，父表操作後，子表對應的字段被置空（前提是外鍵字段允許爲NULL）。

使用外鍵的前提：

• 表儲存引擎必須是 innodb，否則創建的外鍵無約束效果。
• 外鍵的列類型必須與父表的主鍵類型完全一致。
• 外鍵的名字不能重複。
• 已經存在數據的字段被設爲外鍵時，必須保證字段中的數據與父表的主鍵數據對應起來。
• 外鍵必須建立索引（可以爲普通、主鍵、唯一，事先不建立的話會自動創建一個普通索引）

使用外鍵的優缺點：

• 通過數據庫自身機制（而非程序員）來保證數據一致性和完整性
• 可靠性較高，但在一定程度上降低了數據庫的速度

• 當系統數據越來越多時，尤其是現在的互聯網高併發業務場景較多，若外鍵較多，會導致系統響應很慢，要儘量少用外鍵，改成用中間層控制業務規則！

"外鍵使用示例："
--dept表
create table dept(
	did int primary key,
	dname varchar(10) not null unique, 
)
--emp表
create table emp(
	eid int primary key,
	ename varchar(10) not null ,
	salary float not null,
	dept_id int,
    foreign key(dept_id) references dept(did)  --定義外鍵 dept_id 與 dept 表的 did 主鍵字段關聯
)

其實在實際工作中，用的比較多的是主鍵、非空、默認值約束，其他的很少用，複雜的業務規則儘量通過程序來控制，從而提高數據庫性能。

二、索引（index）

定義：

• 索引是一種高效獲取數據的數據結構，可以快速提高查詢速度
  • 在 innoDB 引擎中使用的是 B-Tree 索引算法。

• 當查詢海量數據時，索引的效果尤其明顯。

• 索引是定義在列上的，有單列索引、組合索引。

索引類型

• 普通索引：
  • create index 索引名字 on 表名(列名)

• 唯一索引：
  • 索引字段必須是唯一的，該值不能重複
  • create unique index 索引名 on 表(列名)

• 複合索引：
  • 也叫組合索引，在多個列創建一個索引
  • create index myIndex on teacher2(sname, sex)

• 刪除索引：
  • drop index 表.索引名字

• 主鍵索引：
  • 很多時候也把 PRIMARY KEY 稱爲主鍵索引，但是主鍵和索引還是兩個不同的概念。
  • 可以理解爲，創建主鍵的同時，mysql 會自動對它創建索引。

三、區別與聯繫

這裏主要說明主鍵約束、唯一性約束和索引之間的區別與聯繫。

• 概念上不同：
  • 約束是爲了保證數據的完整性，索引是爲了提高查詢速度。

• 創建主鍵約束時，mysql 默認會自動創建一個索引
  • 若要實現主鍵的值不重複，在每次插入新記錄時都需要檢索數據，所以爲了提高檢索速度，同時對主鍵創建索引。

• 創建唯一約束時，mysql 默認會自動創建一個唯一索引
  • 跟上面的道理一樣，通過唯一索引實現唯一約束