SQL Primary Key & Foreign Key

1. 定義

維基百科：主鍵（Primary Key）是數據表中每條記錄唯一且完整的標識；外鍵（Foreign Key），又稱外來鍵，是另一個數據表中的字段。

慕課解釋：主鍵十分重要，每一張表都應有一個主鍵，且主鍵只能有一個，主鍵不能為空；外鍵用來表示表與表之間的關系，是關系數據庫的核心，一般使用另一張表的主鍵作為外鍵。

2. 前言

本小節，我們將學習 SQL 中的主鍵和外鍵。

在前面的學習中，我們一直聚焦在 SQL 增刪查改等操作。對于關系數據庫，最核心的東西莫過于關系二字，在開發中，表 A 的主鍵一般會作為表 B 的外鍵，來表示表 A 與表 B 之間的關系。

注意： 在前面的小節中，新建數據庫時均未指定主鍵，但實際上應該為每一張表都指定一個主鍵，后面的例子中將踐行這條原則。

3. SQL Primary Key

在 SQL CREATE2 一節中，我們介紹了主鍵的基本用法。在實際的開發中，主鍵至關重要，所以一般還需加上其它約束，如 unsigned、auto_increment 等。

3.1 例1 創建用戶表

請書寫 SQL 語句，創建imooc_user表，共有 id，username 和 age 三個字段，其中 id 為主鍵，數據類型為 unsigned int 且自增，username 為 varchar 類型，age 表示年齡，為 int 類型。

分析：

新建數據表使用 Create 指令，username 和 age 為基本類型字段，id 作為主鍵，字段類型為無符號整型，且自增，故該字段需要添加 auto_increment 約束。

語句：

整理可得語句如下：

CREATE TABLE imooc_user
(
  id int unsigned PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  username varchar(20),
  age int
);

（MySQL數據庫）創建成功后，imooc_user表信息如下：

+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field    | Type             | Null | Key | Default | Extra          |
+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| id       | int(10) unsigned | NO   | PRI | <null>  | auto_increment |
| username | varchar(20)      | YES  |     | <null>  |                |
| age      | int(11)          | YES  |     | <null>  |                |
+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+

不同的數據庫對于自增的支持是不同的，有些數據庫甚至不支持自增主鍵，PostgreSQL 中使用 serial 類型來支持自增，如下：

CREATE TABLE imooc_user
(
  id serial PRIMARY KEY,
  username varchar(20),
  age int
);

4. SQL Foreign Key

外鍵是一類頗為特殊的字段，既可以像其它普通字段一樣存儲數據，更可以用來表示表與表之間的聯系，這正是關系數據庫的核心所在。

因為主鍵可以唯一標識一條記錄，所以一張表的外鍵字段一般是另一張表的主鍵。

外鍵是一種約束，其語法如下：

FOREIGN KEY ([col1]) REFERENCES [table_name]([col2])

其中col1表示當前表的外鍵字段名，table_name是另一張數據表名稱，col2表示另一張表的字段名稱。

4.1 例2 創建用戶積分表

請書寫 SQL 語句，創建imooc_user_score表，共有 id，user_score 和 user_id 三個字段，其中 id 字段為主鍵且自增，user_score 表示用戶積分，數據類型為整形，user_id為外鍵指向 imooc_user 的主鍵 id。

分析：

新建數據表使用 Create 指令，user_score 為基本類型字段，id 作為主鍵，user_id 為外鍵。

語句：

整理可得語句如下：

CREATE TABLE imooc_user_score
(
  id int unsigned PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  user_score int,
  user_id int unsigned,
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES imooc_user(id)
);

SQL 語句中，user_id 是 imooc_user_score 的字段，同時它也是外鍵，它的值來源于表 imooc_user 的 id 字段。

（MySQL）新建成功后，信息如下：

+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field      | Type             | Null | Key | Default | Extra          |
+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| id         | int(10) unsigned | NO   | PRI | <null>  | auto_increment |
| user_score | int(11)          | YES  |     | <null>  |                |
| user_id    | int(10) unsigned | YES  | MUL | <null>  |                |
+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+

若使用 PostgreSQL，新建語句如下：

CREATE TABLE imooc_user_score
(
  id serial PRIMARY KEY,
  user_score int,
  user_id int,
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES imooc_user(id)
);

5. 小結

• PostgreSQL 的整型字段不支持 unsigned 無符號，且無自增約束，但有自增數據類型 serial。
• 大部分場景中，主鍵一般都為自增字段，當然也有選擇uuid作為主鍵的，但自增主鍵性能更加優異。
• 外鍵是體現數據表關系的核心功能點，但主流的外鍵方式卻都是弱外鍵。