一、概述

概念： 约束是作用于表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据。

目的： 保证数据库中数据的正确、有效性和完整性。

分类：

注意：约束是作用于表中字段上的，可以在创建表/修改表的时候添加约束。

二、约束演示

上面我们介绍了数据库中常见的约束，以及约束涉及到的关键字，那这些约束我们到底如何在创建表、修改表的时候来指定呢，接下来我们就通过一个案例，来演示一下。

案例需求： 根据需求，完成表结构的创建。需求如下：

对应的建表语句为：

在为字段添加约束时，我们只需要在字段之后加上约束的关键字即可，需要关注其语法。

我们执行上面的SQL把表结构创建完成，然后接下来，就可以通过一组数据进行测试，从而验证一下，约束是否可以生效。

（1）先是新增了三条数据

新增三条数据，竟然用了21秒，这是什么情况？

本来我还以为是新增这些约束导致新增数据慢的，其实不是，因为我这个是阿里的Linux服务器，然后我在linux中通过客户端连接mysql执行新增，也就0.01秒，说明这是navicat连接远程主机耗时的。

就算新增了这些约束，会导致新增数据慢，那也是批量的时候才能明显察觉出来，单条数据基本上看不出来的。

（2）测试name NOT NULL

（3）测试name UNIQUE（唯一）

上面新增的数据已经有Tom3了，再次新增直接报错。

虽然报错了，但是我们这时候再新增一条数据会发现一个现象。

明明是自增id，但是却没有4，原因就是UNIQUE（唯一）是在申请完自增id后，准备入库了，然后这时候会先去看看库里面是否有存在相同name的值，如果有则新增失败，虽然新增失败了，但是自增id已经申请过了！

相反我们刚刚测试的null的name的时候他并没有去申请id，因为他在刚开始就已经判断他为空了，还没走到申请id这一步。

判断是否为空 -》 申请自增id -》 判断是否已经有存在的值

总结：当新增的name不为空的时候，但是和之前存在的数据有相同的，这时候新增会失败，但是他会申请主键id。

（4）测试CHECK

我们设置的是age必须大于0小于等于120，否则保存失败！

（5）测试 DEFAULT ‘1’ 默认值

（6）上面，我们是通过编写SQL语句的形式来完成约束的指定，那假如我们是Navicat客户端呢？

主键自增

name唯一约束

status默认为1

三、外键约束

1、 什么是外键约束

外键： 用来让两张表的数据之间建立连接，从而保证数据的一致性和完整性。

我们来看一个例子：

左侧的emp表是员工表，里面存储员工的基本信息，包含员工的ID、姓名、年龄、职位、薪资、入职日期、上级主管ID、部门ID，在员工的信息中存储的是部门的ID dept_id，而这个部门的ID是关联的部门表dept的主键id，那emp表的dept_id就是外键,关联的是另一张表的主键。

2、 不使用外键有什么影响

通过上面的示例，我们分别来演示 添加外键 和不添加外键的区别，首先来看不添加 外键 对数据有什么影响：

准备数据：

接下来，我们可以做一个测试，删除id为1的部门信息。

结果，我们看到删除成功，而删除成功之后，部门表不存在id为1的部门，而在emp表中还有很多的员工，关联的为id为1的部门，此时就出现了数据的不完整性。 而要想解决这个问题就得通过数据库的外键约束。

正常开发当中有时候会通过业务代码来控制数据的不完整性，例如删除部门的时候会先根据部门id去查看一下有没有对应的员工表，如果有则删除失败，没有则删除成功。

3、 添加外键的语法

可以在创建表的时候直接添加外键，也可以对现已存在的表添加外键。

（1）方式一

使用示例：

也可以省略掉CONSTRAINT fk_emp_dept_id 这样mysql就会自动给我们起外键名称。

方式二：对现存在的表添加外键

使用示例：

方式三：Navicat添加外键

删除外键：

使用示例：

4、 删除/更新行为

添加了外键之后，在删除父表数据时产生的约束行为，我们就称为删除/更新行为。具体的删除/更新行为有以下几种:

在mysql8.0.27版本当中，RESTRICT是默认的删除更新行为！不同的版本可能也会有所差距！

具体语法为:

就是比原先添加外键后面多了这些ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE，代表的是更新时采用CASCADE ，删除时也采用CASCADE

5、 演示删除/更新行为

（1）演示RESTRICT

当在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则不允许删除/更新。 (与 NO ACTION 一致) 默认行为

首先要添加外键，默认是RESTRICT行为！

当我要删除父表当中id为5的记录的时候会报错，原因就是emp表的dept_id存在5。假如要更新id也同样会报错的！

（2）演示CASCADE

当在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有，则

也删除/更新外键在子表中的记录。

删除外键的语法：

删除外键的示例：

指定外键的删除更新行为为cascade

修改父表id为1的记录，将id修改为6

我们发现，原来在子表中dept_id值为1的记录，现在也变为6了，这就是cascade级联的效果。

在一般的业务系统中，不会修改一张表的主键值。

删除父表id为6的记录

我们发现，父表的数据删除成功了，但是子表中关联的记录也被级联删除了。

（3）演示SET NULL

当在父表中删除对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则设置子表中该外键值为null（这就要求该外键允许取null）。

在进行测试之前，我们先需要删除上面建立的外键 fk_emp_dept_id。然后再通过数据脚本，将emp、dept表的数据恢复了。

接下来，我们删除id为1的数据，看看会发生什么样的现象。

我们发现父表的记录是可以正常的删除的，父表的数据删除之后，再打开子表 emp，我们发现子表emp的dept_id字段，原来dept_id为1的数据，现在都被置为NULL了。

这就是SET NULL这种删除/更新行为的效果。

四、主键id到底用自增好还是uuid好

在mysql中设计表的时候，mysql官方推荐不要使用uuid或者不连续不重复的雪花id(long形且唯一)，而是推荐连续自增的主键id，官方的推荐是auto_increment，那么为什么不建议采用uuid，使用uuid究竟有什么坏处？

1、测试uuid和自增id还有随机数插入效率

首先来建立三张表，user_auto_key代表的是自增表，user_uuid代表的是id存储的uuid，random_key代表的是表id是雪花id。然后通过连接jdbc批量插入数据测试测试结果如下：

在已有数据量为130W的时候：我们再来测试一下插入10w数据，看看会有什么结果：

可以看出在数据量100W左右的时候,uuid的插入效率垫底，并且在后序增加了130W的数据，uudi的时间又直线下降。时间占用量总体可以打出的效率排名为：auto_key>random_key>uuid，uuid的效率最低

2、使用自增id的缺点

1.别人一旦爬取你的数据库,就可以根据数据库的自增id获取到你的业务增长信息，很容易分析出你的经营情况

2.对于高并发的负载，innodb在按主键进行插入的时候会造成明显的锁争用，主键的上界会成为争抢的热点，因为所有的插入都发生在这里，并发插入会导致间隙锁竞争

3.Auto_Increment锁机制会造成自增锁的抢夺,有一定的性能损失

4.自增id涉及到数据迁移的话是相当麻烦的！

5.而且一旦涉及到分库分表自增id也是相当麻烦的！

3、使用uuid的缺点

因为uuid相对顺序的自增id来说是毫无规律可言的，新行的值不一定要比之前的主键的值要大，所以innodb无法做到总是把新行插入到索引的最后，而是需要为新行寻找新的合适的位置从而来分配新的空间。这个过程需要做很多额外的操作，数据的毫无顺序会导致数据分布散乱，将会导致以下的问题：

1.写入的目标页很可能已经刷新到磁盘上并且从缓存上移除，或者还没有被加载到缓存中，innodb在插入之前不得不先找到并从磁盘读取目标页到内存中，这将导致大量的随机IO。

2.因为写入是乱序的，innodb不得不频繁的做页分裂操作，以便为新的行分配空间，页分裂导致移动大量的数据，一次插入最少需要修改三个页以上

3.由于频繁的页分裂，页会变得稀疏并被不规则的填充，最终会导致数据会有碎片

页分裂和碎片问题，uuid确实会引起这个问题，但雪花可以解决这个问题，雪花算法天然具有顺序性新插入的ID一定是最大的，所以我认为用雪花算法是一个很不错的选择！

五、实际开发尽量少用外键

主键和索引是不可少的，不仅可以优化数据检索速度，开发人员还省不其它的工作。

矛盾焦点：数据库设计是否需要外键。这里有两个问题：

一个是如何保证数据库数据的完整性和一致性；

二是第一条对性能的影响。

这里分为了正方和反方两个观点，供参考！

1、正方观点

1.由数据库自身保证数据一致性，完整性，更可靠，因为程序很难100％保证数据的完整性，而用外键即使在数据库服务器当机或者出现其他问题的时候，也能够最大限度的保证数据的一致性和完整性。

2.有主外键的数据库设计可以增加ER图的可读性，这点在数据库设计时非常重要。

3.外键在一定程度上说明的业务逻辑，会使设计周到具体全面。

数据库和应用是一对多的关系，Ａ应用会维护他那部分数据的完整性，系统一变大时，增加了Ｂ应用，Ａ和Ｂ两个应用也许是不同的开发团队来做的。他们如何协调保证数据的完整性，而且一年以后如果又增加了C应用呢？

2、反方观点

1.可以用触发器或应用程序保证数据的完整性

2.过分强调或者说使用主键／外键会平添开发难度，导致表过多等问题

3.不用外键时数据管理简单，操作方便，性能高（导入导出等操作，在insert, update, delete 数据的时候更快）

在海量的数据库中想都不要去想外键，试想，一个程序每天要insert数百万条记录，当存在外键约束的时候，每次要去扫描此记录是否合格，一般还不 止一个字段有外键，这样扫描的数量是成级数的增长！我的一个程序入库在3个小时做完，如果加上外键，需要28个小时！

3、结论

1.在大型系统中（性能要求不高，安全要求高），使用外键；在大型系统中（性能要求高，安全自己控制），不用外键；小系统随便，最好用外键。

2.用外键要适当，不能过分追求

3.不用外键而用程序控制数据一致性和完整性时，应该写一层来保证，然后个个应用通过这个层来访问数据库。

需要注意的是：

MySQL允许使用外键，但是为了完整性检验的目的，在除了InnoDB表类型之外的所有表类型中都忽略了这个功能。这可能有些怪异，实际上却非常正常：对于数据库的所有外键的每次插入、更新和删除后，进行完整性检查是一个耗费时间和资源的过程，它可能影响性能，特别是当处理复杂的或者是缠绕的连接数时。因而，用户可以在表的基础上，选择适合于特定需求的。

所以，如果需要更好的性能，并且不需要完整性检查，可以选择使用MyISAM表类型，如果想要在MySQL中根据参照完整性来建立表并且希望在此基础上保持良好的性能，最好选择表结构为innoDB类型。