SQL 约束&索引

记录常用的约束(主键，外键)和索引的用法。

1.标准SQL

1.1 Constraints 约束

Constraints：约束用于限制加入表的数据的类型。

约束主要有：

• 1.NOT NULL
• 2.UNIQUE
• 3.PRIMARY KEY
• 4.FOREIGN KEY
• 5.CHECK
• 6.DEFAULT

经常混乱的：
UNIQUE：约束唯一标识数据库表中的每条记录。
PRIMARY KEY：主键必须包含唯一的值，主键不允许NULL值，自动定义成UNIQUE约束，每个表都应有且只有一个主键。
FOREIGN KEY：一个表中的FOREIGN KEY指向另一个表中的PRIMARY KEY。
CHECK：用于限制列中的值的范围。

1.2 Index 索引

INDEX：在不读取整个表的情况下，使用索引可以更快地查找数据。
将每行数据中的某个(多个)字段提取出来跟这行数据形成映射关系，通过使用索引，不再匹配每行的所有字段，时间复杂度和磁盘IO大大降低，同时利用数据结构的特性达到快速定位某行数据的目的。

注意：
1.UNIQUE 和 PRIMARY KEY 约束均为列或列集合提供了唯一性的保证。
2.每个表可以有多个 UNIQUE 约束，但是每个表只能有一个 PRIMARY KEY 约束。

2.MySQL

• 1.数据库版本
  MySQL：8.0.16
• 2.完整栗子
  主表为t_student，子表为t_score

CREATE TABLE `t_student` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `name` varchar(255) DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `age` int(11) DEFAULT '10' COMMENT '年龄',
  `sex` varchar(255) DEFAULT 'Male' COMMENT '性别',
  `hobbies` varchar(255) DEFAULT '' COMMENT '爱好',
  `address` varchar(255) DEFAULT '' COMMENT '住址',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_student_name_address` (`name`,`address`) USING BTREE,
  KEY `idx_age_sex` (`age`,`sex`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=17 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='学生表';

CREATE TABLE `t_score` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `student_id` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '学生ID',
  `student_name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '学生姓名',
  `subject` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '学科',
  `subject_score` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '学科成绩',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_score_studentname_subject` (`student_name`,`subject`) USING BTREE,
  KEY `fk_score_student_id` (`student_id`),
  CONSTRAINT `fk_score_student_id` FOREIGN KEY (`student_id`) 
  REFERENCES `t_student` (`id`) ON DELETE RESTRICT ON UPDATE CASCADE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=33 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='学生成绩表'

2.1 MySQL约束

2.1.1 MySQL主键

主键用法跟标准SQL无差异。

2.1.2 MySQL外键

MySQL支持外键，它允许跨表交叉引用相关数据，以及 外键约束，这有助于保持这种展开数据的一致性。

• 1.语法

外键约束定义的基本语法：

[CONSTRAINT [symbol]] FOREIGN KEY
    [index_name] (col_name, ...)
    REFERENCES tbl_name (col_name,...)
    [ON DELETE reference_option]
    [ON UPDATE reference_option]

reference_option
    RESTRICT | CASCADE | SET NULL | NO ACTION | SET DEFAULT

可选属性reference_option：
1.ON DELETE：主表删除时，子表进行…
2.ON UPDATE：主表更新时，子表进行…
他俩有如下可选项：

• RESTRICT：
  拒绝父表的删除或更新操作。指定 RESTRICT（或NO ACTION）与省略ON DELETEor ON UPDATE子句相同。
• CASCADE：
  从父表中删除或更新行，并自动删除或更新子表中的匹配行。这两个ON DELETE CASCADE和ON UPDATE CASCADE 支持。在两个表之间，不要定义多个ON UPDATE CASCADE子句，这些 子句作用于父表或子表中的同一列。
• SET NULL
  从父表中删除或更新行，并将子表中的外键列设置为NULL。
  支持两个ON DELETE SET NULL和ON UPDATE SET NULL子句。
  如果指定SET NULL操作，请 确保未将子表中的列声明为NOT NULL。
• NO ACTION ：
  标准SQL中的关键字。在MySQL中，相当于RESTRICT。
  如果引用的表中存在相关的外键值，则MySQL服务器拒绝父表的删除或更新操作。某些数据库系统具有延迟检查，并且NO ACTION是延迟检查。
  在MySQL中，立即检查外键约束，因此NO ACTION也是如此RESTRICT。
• SET DEFAULT：
  这个动作由MySQL解析器认可，但两者 InnoDB并 NDB拒绝包含表定义ON DELETE SET DEFAULT或 ON UPDATE SET DEFAULT条款。

外键和引用键中的相应列必须具有相似的数据类型。
整数类型的大小和符号必须相同。
字符串类型的长度不必相同。
对于非二进制（字符）字符串列，字符集和排序规则必须相同。

• 2.用法

• 建表时创建外键：参考#2的完整sql

...
CONSTRAINT `fk_score_student_id` FOREIGN KEY (`student_id`) 
  REFERENCES `t_student` (`id`) 
  ON UPDATE CASCADE 
  ON DELETE RESTRICT
...

• 建表后创建外键：

ALTER TABLE `t_score`
    ADD CONSTRAINT `fk_score_student_id` FOREIGN KEY
    `fk_score_student_id` (`student_id`)
    REFERENCES `t_student` (`id`)
    ON DELETE RESTRICT
    ON UPDATE CASCADE

• 删除外键：

ALTER TABLE `t_score` DROP FOREIGN KEY `fk_score_student_id`;

参考：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/create-table-foreign-keys.html

2.1.3 MySQL索引

• 1.语法

CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX index_name
    [index_type]
    ON tbl_name (key_part,...)
    [index_option]
    [algorithm_option | lock_option] ...

key_part: {col_name [(length)] | (expr)} [ASC | DESC]

index_option:
    KEY_BLOCK_SIZE [=] value
  | index_type
  | WITH PARSER parser_name
  | COMMENT 'string'
  | {VISIBLE | INVISIBLE}

index_type:
    USING {BTREE | HASH}

algorithm_option:
    ALGORITHM [=] {DEFAULT | INPLACE | COPY}

lock_option:
    LOCK [=] {DEFAULT | NONE | SHARED | EXCLUSIVE}

MySQL索引属性：

1.IndexCharacteristics (索引特征)：UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL
2.IndexType (索引存储数据类型)：Btree | Hash
3.Algorithm_option (增删改索引同步算法)：DEFAULT | INPLACE | COPY （NDB Cluster 支持在线操作的选项）
4.Lock_option (增删改索引加锁策略)：DEFAULT | NONE | SHARED | EXCLUSIVE （NDB Cluster 支持在线操作的选项）

• 1.IndexCharacteristics (索引特征)

图形化创建索引界面：索引特征

Noin-Unique：唯一索引创建一个约束，使索引中的所有值必须是不同的。
Unique：唯一索引创建一个约束，使索引中的所有值必须是不同的。
FullText：全文索引仅支持InnoDB和MyISAM表，并且只能包含CHAR，VARCHAR和TEXT列。
Spatial：空间索引用来支持空间数据类型的作为索引(空间数据类型见)。

• 2.IndexType (索引存储格式类型)

不同存储引擎支持的不同的索引存储数据结构：

CREATE TABLE lookup (id INT) ENGINE = MEMORY;
CREATE INDEX id_index ON lookup (id) USING BTREE;

不同存储引擎不同Index特征下的IndexType选项：

• 3.Algorithm_option (增删改索引同步算法)

在NDB表的可变宽度列上添加和删除索引的操作在线进行，是非复制的，也就是说，它们不需要重新创建索引。
它们不会锁定被更改的表以防止NDB集群中的其他API节点访问。
对于具有多个API节点的NDB集群中的NDB表更改，此类操作不需要单用户模式，在线DDL操作期间，事务可以继续不间断。

图形化创建索引界面：同步算法

Default：在线增删改索引是非复制的，其它节点不会重建索引。
Copy：在线增删改索引时将表数据逐行复制到新表中，该算法不允许INSERT和UPDATE等并发数据操作语句。
InPlace：在线增删改索引时表被重建而不是复制到新表， 该算法允许并发数据操作语句。（支持ADD COLUMN，ADD INDEX（包括CREATE INDEX语句）和DROP INDEX操作）。

ALGORITHM子句是可选的。
如果你跳过它，MySQL使用INPLACE。 如果不支持INPLACE，MySQL使用COPY。
使用DEFAULT与省略ALGORITHM子句具有相同的效果。

• 4.Lock_option (增删改索引加锁策略)

在增删改索引时，lock_option控制表上的并发读写和写入级别。
图形化创建索引界面：加锁策略

Default：这允许您具有给定算法的最大并发级别； 首先，如果支持，它允许并发读取和写入； 如果不支持，如果支持则允许并发读取； 如果不是，请强制执行独占访问。
None：如果支持NONE，则可以进行并发读写；否则，MySQL会发出错误。
Shared：如果支持SHARED，则可以进行并发读取，但不能写入； 如果不支持并发读取，MySQL会发出错误。
Exclusive：这会强制执行独占访问。

2.3.2 用法

建表时创建索引：参考#2的完整sql

...
  USING {BTREE | HASH}
  ALGORITHM [=] {DEFAULT|INPLACE|COPY}
  LOCK [=] {DEFAULT|NONE|SHARED|EXCLUSIVE}
...

建表后创建索引：

CREATE INDEX `idx_student_name_address` ON `t_student`(`name`,`address`) USING BTREE;

删除索引：

DROP INDEX `idx_student_name_address`ON `t_student`
ALGORITHM = INPLACE 
LOCK = DEFAULT;

参考：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/mysql-cluster-online-operations.html，http://www.mysqltutorial.org/mysql-index/mysql-drop-index/

3.SQLServer

待记录。

4.附录 DML和DDL

可以把 SQL 分为两个部分：数据操作语言 (DML) 和 数据定义语言 (DDL)。

4.1 DML(结构化查询语言)

DML(结构化查询语言)是用于执行查询的语法。
查询和更新指令构成了SQL的DML部分：

• SELECT - 从数据库表中获取数据
• UPDATE - 更新数据库表中的数据
• DELETE - 从数据库表中删除数据
• INSERT INTO - 向数据库表中插入数据

4.2 DDL(数据定义语言)

DDL(数据定义语言)部分使我们有能力创建或删除表格。
我们也可以定义索引（键），规定表之间的链接，以及施加表间的约束。
SQL 中最重要的 DDL 语句:

• CREATE DATABASE - 创建新数据库
• ALTER DATABASE - 修改数据库
• CREATE TABLE - 创建新表
• ALTER TABLE - 变更（改变）数据库表
• DROP TABLE - 删除表
• CREATE INDEX - 创建索引（搜索键）
• DROP INDEX - 删除索引

本文内容属于DDL部分。