一、外键约束的概念
外键约束(FOREIGN KEY,缩写FK是数据库设计的一个概念,它确保在两个表之间的关系保持数据的一致性和完整性。
外键是指表中的某个字段的依赖于另一张表中某个字段的值,而被依赖的字段必须具有主键约束或者唯一约束,被依赖的数据表称为主表(父表),设置外键约束的表称为子表或者从表。
比方说:现在有两张表,学生表和班级表,学生表中的班级号字段的值取决于班级表中班级号字段。
主表(父表):班级表-班级编号-主键
从表(子表):学生表-班级编号-外键
二、不使用外键约束会出现的问题
首先创建这两张表,学生表和班级表,然后不添加班级号的外键约束,并且插入一些初始化数据。
(一)创建表及初始化数据
-- 创建班级表
create table t_class(cno int(4) primary key auto_increment, -- 班级号自增主键cname varchar(12) not null -- 班级名称不为空值
);-- 查看班级表
select * from t_class;-- 插入班级信息
insert into t_class values (null,'java01班') ,(null,'python01班'),(null,'大数据01班');-- 创建学生表(不含有外键约束的)
create table t_student(sno int(4) primary key auto_increment, -- 学号为主键自增sname varchar(5) not null , -- 姓名为非空约束age int(3) check (age >= 18 and age <= 55), -- 年龄为18-55之间 检查约束sex char(1) default '男' check (sex = '男' || sex = '女'), -- 性别默认为男,只能是男或者女cno int(4)
);-- 查看学生表
select * from t_student;-- 插入学生信息 编号从1001开始
insert into t_student values (1001,'张三',21,'男',1);
insert into t_student values (null,'李四',21,'男',1);
insert into t_student values (null,'王五',21,'男',2);
insert into t_student values (null,'赵六',21,'男',3);
insert into t_student values (null,'崔七',21,'男',4); # 插入不存在的班级编号依旧成功
delete from t_student where cno = 4; -- 删除掉错误的数据
在没有外键约束的情况下,其实学生表(从表)中的班级号是可以任意插入的,造成了数据的不一致性
(二)更新和删除表数据
- 更新java01班的班级号为9,学生表中的数据并没有进行更新,数据再次不一致
-- 更新班级表数据
-- 将java01班的编号修改为9号
update t_class set cno = 9 where cname = 'java01班' and cno = 1;
select * from t_class; -- 班级表中成功修改
select * from t_student; -- 学生表中java01班的学生的班级编号并没有修改为9
- 删除java01班的班级信息,学生表中的java01班的学生信息依旧没有变化,数据不一致性
-- 删除表数据
-- 删除java01班的班级信息
delete from t_class where cno = 9 ;
select * from t_class;
select * from t_student;
(三)小结
在不使用外键约束的情况下,增删改均会影响数据的不一致性和完整性。
三、使用外键约束及外键策略
(一)创建表及初始化数据
-- 创建班级表
create table t_class(cno int(4) primary key auto_increment,cname varchar(12) not null
);-- 查看班级表
select * from t_class;-- 插入班级信息
insert into t_class values (null,'java01班') ,(null,'python01班'),(null,'大数据01班');-- 创建学生表 外键约束只有表级约束
create table t_student(sno int(4) primary key auto_increment, -- 学号为主键自增sname varchar(5) not null , -- 姓名为非空约束age int(3) check (age >= 18 and age <= 55), -- 年龄为18-55之间 检查约束sex char(1) default '男' check (sex = '男' || sex = '女'), -- 性别默认为男,只能是男或者女cno int(4),constraint fk_stu_classcno foreign key (cno) references t_class (cno) -- 添加外键约束
);-- 查看学生表
select * from t_student;-- 插入学生信息 1.(在没有外键约束的情况下,其实我们插入任何班级号都是可以的)
insert into t_student values (1001,'张三',21,'男',1); -- 这里第一个插入的id会影响后面的id,从1001开始
insert into t_student values (null,'李四',21,'男',1);
insert into t_student values (null,'王五',21,'男',2);
insert into t_student values (null,'赵六',21,'男',3);
-- > 1452 - Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`mytestdb`.`t_student`, CONSTRAINT `fk_stu_classcno` FOREIGN KEY (`cno`) REFERENCES `t_class`
insert into t_student values (null,'崔七',21,'男',4); # 插入不存在的班级编号报错
这里插入不存在的班级编号时,直接保存,因为外键约束帮我们做出了限制.
1452 - Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (
mytestdb
.t_student
, CONSTRAINTfk_stu_classcno
FOREIGN KEY (cno
) REFERENCESt_class
(二) 更新和删除数据
更新和删除数据时,涉及到外键策略,我们先尝试着去改动和删除一些数据。
- 更新java01班的班级号为9
update t_class set cno = 9 where cno = 1;
报错:update t_class set cno = 9 where cno = 1
1451 - Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (mytestdb
.t_student
, CONSTRAINTfk_stu_classcno
FOREIGN KEY (cno
) REFERENCESt_class
(cno
))
时间: 0.002s
因为添加了外键约束,两个表已经建立了关系,为了维持数据的一致性,当改动班级表中的班级号时,原有的学生表中的编号也需要改动,默认情况下是不执行的,需要添加一些条件。
- 删除java01班的班级信息
delete from t_class where cno = 1;
报错:delete from t_class where cno = 1
1451 - Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (mytestdb
.t_student
, CONSTRAINTfk_stu_classcno
FOREIGN KEY (cno
) REFERENCESt_class
(cno
))
时间: 0.008s
和更新时的报错原因一样,同样是因为外键的原因。
(三)外键策略
tips:cascade 操作 和 set null 操作 在表的创建添加外键约束时即可添加,我这里是为了方便直接修改外键约束策略了。灵活的根据业务将set null 和 cascade 结合起来使用
- no action 不允许操作–默认的外键策略 (修改从表的数据为Null,然后再修改主表的数据) 这种方法比较傻,就是硬写SQL
-- 修改java01班的班级编号为9
-- 1. 先修改学生表中java01班的数据为null
update t_student set cno = null where cno = 1;
-- 2. 更新班级表中的数据
update t_class set cno = 9 where cno = 1;
-- 3. 更新学生表中的数据
update t_student set cno = 9 where sno in (1001,1002);
- cascade 级联操作,操作主表的时候影响从表的外键信息 (先删除之前的外键约束再重新添加外键约束)。
-- 1.删除原有外键约束
alter table t_student drop foreign key fk_stu_classcno;
-- 2.添加新的外键约束策略 --- 在更新和删除时进行级联操作
alter table t_student add constraint fk_stu_classcno foreign key (cno) references t_class (cno) on update cascade on delete cascade;
-- 3. 更新数据 将java01班的班级号换为 19
update t_class set cno = 19 where cno = 9;
-- 4. 查询验证
select * from t_class;
select * from t_student;
- set null 置空操作,操作主表的时候影响从表的外键信息,从表对应的值为null值(先删除之前的外键约束然后重新添加新的外键约束)。
-- 1.删除原有外键约束
alter table t_student drop foreign key fk_stu_classcno;
-- 2.添加新的外键约束策略 --- 更新和删除时将从表的外键值都置为null
alter table t_student add constraint fk_stu_classcno foreign key (cno) references t_class (cno) on update set null on delete set null;
-- 3. 更新数据 将java01班的班级号换为 29
update t_class set cno = 29 where cno = 19;
-- 4. 手动更新学生从表的数据
update t_student set cno = 29 where sno in (1001,1002);
-- 4. 查询验证
select * from t_class;
select * from t_student;
下面是一个在创建表时,添加外键约束策略的例子:
-- 创建班级表
create table t_class(cno int(4) primary key auto_increment,cname varchar(12) not null
);-- 插入班级信息
insert into t_class values (null,'java01班') ,(null,'python01班'),(null,'大数据01班');-- 查看班级表
select * from t_class;-- 创建学生表 外键约束只有表级约束
create table t_student(sno int(4) primary key auto_increment, -- 学号为主键自增sname varchar(5) not null , -- 姓名为非空约束age int(3) check (age >= 18 and age <= 55), -- 年龄为18-55之间 检查约束sex char(1) default '男' check (sex = '男' || sex = '女'), -- 性别默认为男,只能是男或者女cno int(4),-- 当主表中的数据更新时,从表数据级联更新,当主表数据删除时,从表数据设置为Nullconstraint fk_stu_classcno foreign key (cno) references t_class (cno) on update cascade on delete set null
);-- 插入学生信息 1.(在没有外键约束的情况下,其实我们插入任何班级号都是可以的)
insert into t_student values (1001,'张三',21,'男',1); -- 这里第一个插入的id会影响后面的id,从1001开始
insert into t_student values (null,'李四',21,'男',1);
insert into t_student values (null,'王五',21,'男',2);
insert into t_student values (null,'赵六',21,'男',3);-- 查看学生表
select * from t_student;-- 更新java01班班级编号为9
update t_class set cno = 9 where cno = 1;
select * from t_class;
select * from t_student;-- 删除大数据01班
delete from t_class where cno = 3;
select * from t_class;
select * from t_student;
四、总结
当使用外键约束时,需要注意以下几点:
- 外键约束只有表级约束,没有列级约束。
- 外键约束会影响表的性能,因为数据库必须对每个写操作执行额外的检查。
- 如果尝试插入不符合外键约束的行,数据库会抛出一个错误。
- 根据不同的业务需求自定义不同的外键策略 (cascade || set null)“constraint fk_stu_classcno foreign key (cno) references t_class (cno) on update cascade on delete set null”