SQL 外键（Foreign Key）详细讲解

1. 什么是外键？

定义：外键是数据库表中的一列（或一组列），用于建立两个表之间的关联关系。外键的值必须匹配另一个表的主键（Primary Key）或唯一约束（Unique Constraint）的值。
作用：
- 确保数据的引用完整性（Referential Integrity），防止无效数据插入。
- 维护表之间的逻辑关系（如“一对多”或“多对多”）。

2. 外键的语法

在创建表时定义外键：

CREATE TABLE 子表 (列1 数据类型,列2 数据类型,...FOREIGN KEY (外键列) REFERENCES 父表(主键列)[ON DELETE 约束行为] [ON UPDATE 约束行为]
);

在已有表中添加外键：

ALTER TABLE 子表
ADD CONSTRAINT 约束名称
FOREIGN KEY (外键列) REFERENCES 父表(主键列)
[ON DELETE 约束行为] [ON UPDATE 约束行为];

3. 外键的约束行为

当父表的记录被删除或更新时，子表的外键如何处理？通过 ON DELETE 和 ON UPDATE 指定：

约束行为	说明
CASCADE	级联操作。父表删除/更新记录时，子表关联记录也被删除/更新。
SET NULL	父表删除/更新记录时，子表的外键列设为 NULL（要求外键列允许 NULL）。
NO ACTION	默认行为。阻止父表的删除/更新操作，如果子表存在关联记录。
RESTRICT	类似 `NO ACTION`，立即检查约束。
SET DEFAULT	父表删除/更新记录时，子表的外键设为默认值（需定义默认值）。

4. 多列外键

外键可以由多个列组成，需满足：

子表和父表的列数、顺序、数据类型一致。
父表的列必须有唯一约束（如主键或唯一索引）。

示例：

CREATE TABLE 订单详情 (订单ID INT,产品ID INT,数量 INT,PRIMARY KEY (订单ID, 产品ID),FOREIGN KEY (订单ID) REFERENCES 订单(订单ID),FOREIGN KEY (产品ID) REFERENCES 产品(产品ID)
);

5. 外键的限制与注意事项

父表必须有主键或唯一约束。
外键列的数据类型必须与父表主键一致。
引擎支持：如 MySQL 的 InnoDB 支持外键，而 MyISAM 不支持。
性能影响：外键会增加数据操作的检查开销，但能提升数据一致性。
循环依赖：避免两个表互相引用。

6. 实际应用示例

场景：学生表（students）和课程表（courses），通过选课表（enrollments）关联。

-- 父表：学生表
CREATE TABLE students (student_id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50)
);-- 父表：课程表
CREATE TABLE courses (course_id INT PRIMARY KEY,course_name VARCHAR(50)
);-- 子表：选课表（含外键）
CREATE TABLE enrollments (student_id INT,course_id INT,enrollment_date DATE,FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id) ON DELETE CASCADE,FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id) ON DELETE RESTRICT
);

插入数据：

-- 插入学生和课程
INSERT INTO students VALUES (1, 'Alice');
INSERT INTO courses VALUES (101, 'Math');-- 合法插入：学生和课程存在
INSERT INTO enrollments VALUES (1, 101, '2023-10-01');-- 非法插入：学生不存在，触发外键错误
INSERT INTO enrollments VALUES (999, 101, '2023-10-01'); -- 报错！