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1. 什么是数据库约束

数据库约束是指对数据库表中的数据所施加的规则或条件，用于确保数据的准确性和可靠性。这些约束可以是基于数据类型、值范围、唯一性、非空等规则，以确保数据的正确性和相容性。

数据库约束时关系型数据库的一个重要功能，主要的作用是保证数据的有效性，也可以理解为数据的正确性（数据本身是否正确，关联关系是否正确）。

人工检查数据的完整性工作量非常大，在数据库中定义一些约束，那么数据在写入数据库的时候，就会帮我们做一些校验。约束一般是在指定的列上创建的。

2. 约束类型

类型	说明
NOTNULL⾮空约束	指定非空约束的列不能存储NULL值
DEFALUT默认约束	当没有给列赋值时使用的默认值
UNIQUE唯一约束	指定唯一约束的列每行数据必须有唯一的值
PRIMARYKEY主键约束	NOTNULL和UNIQUE的结合，可以指定一个列或多个列，有助于防止数据重复和提高数据的查询性能
FOREIGNKEY外键约束	外键约束是一种关系约束，用于定义两个表之间的关联关系，可以确保数据的完整性和一致性
CHECK约束	用于限制列或数据在数据库表中的值，确保数据的准确性和可靠性

前四个比较常用。

3. NOT NULL 非空约束

定义表时某列不允许为null时，可以为列添加非空约束。

• 比如创建一个学生表，学生名为null时，这条记录是不完整的

-- 创建表
mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
mysql> create table student(-> id bigint,-> name varchar(20)-> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
-- 插入数据
mysql> insert into student values (1, null);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
//查询
mysql> select * from student;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | NULL |
+------+------+
1 row in set (0.03 sec)

姓名为null，没有意义。

• 此时需要约束学生名的列不能为null

-- 创建表
mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
-- 为name列添加非空约束
mysql> create table student(-> id bigint,-> name varchar(20) not null-> );
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
-- 插入name为null的数据，会报错
mysql> insert into student (id, name) values (1, null);
ERROR 1048 (23000): Column 'name' cannot be null
-- 插入非空数据，可以正常插入
mysql> insert into student (id, name) values (1, '张三');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)
-- 查询数据
mysql> select * from student;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | 张三 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

• 查看表结构

mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| id    | bigint      | YES  |     | NULL    |       |
| name  | varchar(20) | NO   |     | NULL    |       |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
2 rows in set (0.01 sec)

可以看到student表中的Null列对应的name那一行显示为NO，就表示name不能为空。

4. DEFALUT 默认值约束

DEFALUT约束用于向列中插入默认值，如果没有为列设置值，那么会将默认值设置到该列

• 创建学生表，新增年龄列，并为其设置默认值18

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)-- 创建表
mysql> create table student(-> id bigint primary key auto_increment,-> name varchar(20) not null,-> age int default 18-> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)-- 查看表结构
mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id    | bigint      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name  | varchar(20) | NO   |     | NULL    |                |
| age   | int         | YES  |     | 18      |                |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
3 rows in set (0.00 sec)

没有指定值的就用默认值填充

-- 添加数据
mysql> insert into student (name) values ('张三'), ('王五');
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0mysql> select * from student;
+----+------+------+
| id | name | age  |
+----+------+------+
|  1 | 张三 |   18 |
|  2 | 王五 |   18 |
+----+------+------+
2 rows in set (0.01 sec)

有指定值就用指定值填充

mysql> insert into student (name, age) values ('赵六', 20);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> select * from student;
+----+------+------+
| id | name | age  |
+----+------+------+
|  1 | 张三 |   18 |
|  2 | 王五 |   18 |
|  3 | 赵六 |   20 |
+----+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

5. UNIQUE 唯一约束

指定了唯一约束的列，该列的值在所有记录中不能重复，比如一个人的身份证号，学生的学号等。

• 重构学生表，新增学号列

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)mysql> create table student(-> id bigint,-> name varchar(20),-> sno varchar(10)-> );
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

• ** 不设置唯一约束时，学号可以重复**

mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', '123456789');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', '123456789');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> select * from student;
+------+------+-----------+
| id   | name | sno       |
+------+------+-----------+
|    1 | 张三 | 123456789 |
|    1 | 张三 | 123456789 |
+------+------+-----------+
2 rows in set (0.00 sec)

• ** 重构学生表，为学号列设置唯一约束**

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)mysql> create table student(-> id bigint,-> name varchar(20),-> sno varchar(10) UNIQUE-> );
Query OK, 0 rows affected (0.09 sec)mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| id    | bigint      | YES  |     | NULL    |       |
| name  | varchar(20) | YES  |     | NULL    |       |
| sno   | varchar(10) | YES  | UNI | NULL    |       |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

• 插入重复的学号时会报错，这就是唯一约束在生效

mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', '123456789');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', '123456789');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '123456789' for key 'student.sno'

• 加入唯一约束的列可以写入null值，且可以写入多个null值

mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', null);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', null);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)mysql> insert into student (id, name, sno) values (1, '张三', null);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)mysql> select * from student;
+------+------+-----------+
| id   | name | sno       |
+------+------+-----------+
|    1 | 张三 | 123456789 |
|    1 | 张三 | NULL      |
|    1 | 张三 | NULL      |
|    1 | 张三 | NULL      |
+------+------+-----------+
4 rows in set (0.00 sec)

6. PRIMARY KEY 主键约束

• 主键约束唯一 标识数据库表中的每条记录（数据库管理数据时，使用主键列作为数据行的“身份证编号”）。
• 主键必须包含唯一的值，且不能包含null值（非空约束 + 唯一约束）。
• 每个表只能有一个主键，可以由单个列或多个列组成（主键由多个列组成的是复合主键）。
• 通常每张表都只当一个主键，主键列建议使用bigint类型（范围足够大，不会溢出）。

• 重构学生表，为ID列添加非空和唯一约束

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)mysql> create table student(-> id bigint not null unique,-> name varchar(20) not null-> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| id    | bigint      | NO   | PRI | NULL    |       |
| name  | varchar(20) | NO   |     | NULL    |       |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)

在id列上加了非空约束和唯一约束，在表结构上的key那一列显示PRI。

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)mysql> create table student(-> id bigint primary key,-> name varchar(20) not null-> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| id    | bigint      | NO   | PRI | NULL    |       |
| name  | varchar(20) | NO   |     | NULL    |       |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)

为id列加上主键约束，可以看到在表结构的key那一列显示PRI

非空约束 + 唯一约束 = 主键约束

6.1 自增主键

• 把表中的ID字段设置成自增主键

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)mysql> create table student(-> id bigint primary key auto_increment,-> name varchar(20) not null-> );
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id    | bigint      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name  | varchar(20) | NO   |     | NULL    |                |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
2 rows in set (0.00 sec)

• auto_increment是自增的关键字，一个表中只能由一个列是自增列。
• 可以在表结构的Extra列上看到auto_increment。

• 可以手动指定主键列的值，但是要保证不重复

mysql> insert into student (id, name) values (1, '张三');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> insert into student (id, name) values (1, '李四');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 'student.PRIMARY'
mysql> insert into student (id, name) values (2, '李四');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

• 主键列在手动设置时，如果设置为null,则会使用自增

mysql> insert into student (id, name) values (null, '王五');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from student;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | 张三 |
|  2 | 李四 |
|  3 | 王五 |
+----+------+
3 rows in set (0.01 sec)

• 插入除了主键之外的所有非空列（推荐使用这种方法插入数据）

mysql> insert into student (name) values ('赵六');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from student;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | 张三 |
|  2 | 李四 |
|  3 | 王五 |
|  4 | 赵六 |
+----+------+
4 rows in set (0.01 sec)

• 自定义的主键值，只要满足非空和唯一即可，不需要严格按照数字递增

mysql> insert into student (id, name) values (100, '哈哈');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from student;
+-----+------+
| id  | name |
+-----+------+
|   1 | 张三 |
|   2 | 李四 |
|   3 | 王五 |
|   4 | 赵六 |
| 100 | 哈哈 |
+-----+------+
5 rows in set (0.00 sec)mysql> insert into student (id, name) values (99, '哈哈');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from student;
+-----+------+
| id  | name |
+-----+------+
|   1 | 张三 |
|   2 | 李四 |
|   3 | 王五 |
|   4 | 赵六 |
|  99 | 哈哈 |
| 100 | 哈哈 |
+-----+------+
6 rows in set (0.00 sec)mysql> insert into student (name) values ('哈哈2');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from student;
+-----+-------+
| id  | name  |
+-----+-------+
|   1 | 张三  |
|   2 | 李四  |
|   3 | 王五  |
|   4 | 赵六  |
|  99 | 哈哈  |
| 100 | 哈哈  |
| 101 | 哈哈2 |
+-----+-------+
7 rows in set (0.00 sec)

6.1 一个自增主键包含多个列

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)mysql> create table student(-> id bigint,-> name varchar(20),-> primary key (id, name)-> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)mysql> desc student;
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| id    | bigint      | NO   | PRI | NULL    |       |
| name  | varchar(20) | NO   | PRI | NULL    |       |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)

• 如果定义的主键包含多个列，那么表示的是多个列的值用-连起来的值，不能重复

mysql> insert into student (id, name) values (1, '张三');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> insert into student (id, name) values (2, '张三');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> select * from student;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | 张三 |
|  2 | 张三 |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)mysql> insert into student (id, name) values (2, '张三');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '2-张三' for key 'student.PRIMARY'

7. FOREIGN KEY 外键约束

• 外键约束用于定义主表和从表之间的关系。
• 外键约束定义在从表的列上，主表关联的列必须是主键或唯一约束。
• 当定义外键后，要求从表中的外键列数据必须在主表的主键或唯一列存在或为null.

外键约束也是对数据的一个校验过程，从表中使用主表中的某个值，这个值必须在主表中存在。

语法

foreign key (class_id) references class(id)

• 创建班级表（主表），并初始化数据

mysql> drop table if exists class;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.04 sec)mysql> create table class(-> id bigint primary key auto_increment,-> name varchar(20) not null-> );
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)mysql> insert into class (name) values ('java01'), ('java02'), ('java03'), ('C++01'), ('C++02');
Query OK, 5 rows affected (0.03 sec)
Records: 5  Duplicates: 0  Warnings: 0mysql> select * from class;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | java01 |
|  2 | java02 |
|  3 | java03 |
|  4 | C++01  |
|  5 | C++02  |
+----+--------+
5 rows in set (0.02 sec

• 创建学生表，加入外键约束

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)mysql> create table student(-> id bigint primary key auto_increment,-> name varchar(20) not null,-> sno varchar(20) unique,-> class_id bigint not null,-> foreign key (class_id) references class (id)-> );
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)mysql> desc student;
+----------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field    | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+----------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id       | bigint      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name     | varchar(20) | NO   |     | NULL    |                |
| sno      | varchar(20) | YES  | UNI | NULL    |                |
| class_id | bigint      | NO   | MUL | NULL    |                |
+----------+-------------+------+-----+---------+----------------+
4 rows in set (0.00 sec)

• 插入一个班级编号在主表中不存在的一组数据

mysql> insert into student(name, sno, class_id) values ('qianqi', '1007', 6);
ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`java114`.`student`, CONSTRAINT `student_ibfk_1` FOREIGN KEY (`class_id`) REFERENCES `class` (`id`))

• 删除主表中的数据

mysql> select * from student;
+----+------+-------+----------+
| id | name | sno   | class_id |
+----+------+-------+----------+
|  5 | 张三 | 10001 |        1 |
|  6 | 王五 | 10002 |        3 |
|  7 | 赵六 | 10003 |        5 |
+----+------+-------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)mysql> select * from class;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | java01 |
|  3 | java03 |
|  4 | C++01  |
|  5 | C++02  |
+----+--------+
4 rows in set (0.00 sec)mysql> delete from class where id = 3;
ERROR 1451 (23000): Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (`java114`.`student`, CONSTRAINT `student_ibfk_1` FOREIGN KEY (`class_id`) REFERENCES `class` (`id`))

删除主表中的数据时，如果从表中有对主表的引用，则不允许删除主表的记录。

mysql> select * from student;
+----+------+-------+----------+
| id | name | sno   | class_id |
+----+------+-------+----------+
|  5 | 张三 | 10001 |        1 |
|  6 | 王五 | 10002 |        3 |
|  7 | 赵六 | 10003 |        5 |
+----+------+-------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)mysql> select * from class;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | java01 |
|  3 | java03 |
|  4 | C++01  |
|  5 | C++02  |
+----+--------+
4 rows in set (0.00 sec)mysql> delete from student where class_id = 3;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> select * from class;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | java01 |
|  3 | java03 |
|  4 | C++01  |
|  5 | C++02  |
+----+--------+
4 rows in set (0.00 sec)mysql> select * from student;
+----+------+-------+----------+
| id | name | sno   | class_id |
+----+------+-------+----------+
|  5 | 张三 | 10001 |        1 |
|  7 | 赵六 | 10003 |        5 |
+----+------+-------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

如果要删除主表中的数据，必须先把从表中对主表的引用记录删除掉。

mysql> drop table class;
ERROR 3730 (HY000): Cannot drop table 'class' referenced by a foreign key constraint 'student_ibfk_1' on table 'student'.

删除主表时，必须先解除主外键关系或者先删除从表。

每当在有主外键约束的表中新增一条数据时，数据库都会为我们做校验，数据量非常大的时候，会严重影响数据库的效率，在真正的工作中，一般不会为表加主外键约束。

数据库的校验操作一般是在应用程序层面处理好，再把正确的数据直接写到数据库中。

8. CHECK 约束

可以应用于一个或多个列，用于限制列中可接收的数据值，从而保证数据的完整性和准确性。
在8.0.16开始全面支持CHECK约束，之前的版本会忽略CHECK约束。

但是在工作中，一般是在应用程序级别进行校验的。

• 重构学生表，有以下要求，年龄不能小于16岁，性别只能是男或女

mysql> drop table if exists student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)mysql> create table student(-> id bigint primary key auto_increment,-> name varchar(20) not null,-> age int default 18,-> gender char(1),-> check(age >= 16),-> check(gender = '男' or gender = '女')-> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)mysql> desc student;
+--------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field  | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+--------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id     | bigint      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name   | varchar(20) | NO   |     | NULL    |                |
| age    | int         | YES  |     | 18      |                |
| gender | char(1)     | YES  |     | NULL    |                |
+--------+-------------+------+-----+---------+----------------+
4 rows in set (0.00 sec)

• 符合check条件的插入

mysql> insert into student (name, age, gender) values ('张三', 18, '男');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)mysql> select * from student;
+----+------+------+--------+
| id | name | age  | gender |
+----+------+------+--------+
|  1 | 张三 |   18 | 男     |
+----+------+------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

• 不符合check条件（age）的插入

mysql> insert into student (name, age, gender) values ('张三', 15, '男');
ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'student_chk_1' is violated.

• 不符合check条件（gender）的插入

insert into student (name, age, gender) values ('王五', 18, '好');
ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'student_chk_2' is violated.

• ** 都不符合**

mysql> insert into student (name, age, gender) values ('赵六', 8, '好');
ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'student_chk_1' is violated.