SQL 外键（Foreign Key）详细讲解

1. 什么是外键？​​

• ​​定义​​：外键是数据库表中的一列（或一组列），用于​​建立两个表之间的关联关系​​。外键的值必须匹配另一个表的主键（Primary Key）或唯一约束（Unique Constraint）的值。
• ​​作用​​：
  • 确保数据的​​引用完整性​​（Referential Integrity），防止无效数据插入。
  • 维护表之间的逻辑关系（如“一对多”或“多对多”）。

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    ​​2. 外键的语法​​

    在创建表时定义外键：

    CREATE TABLE 子表 (
        列1 数据类型,
        列2 数据类型,
        ...
        FOREIGN KEY (外键列) REFERENCES 父表(主键列)
        [ON DELETE 约束行为] [ON UPDATE 约束行为]
    );

    在已有表中添加外键：

    ALTER TABLE 子表
    ADD CONSTRAINT 约束名称
    FOREIGN KEY (外键列) REFERENCES 父表(主键列)
    [ON DELETE 约束行为] [ON UPDATE 约束行为];

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    ​​3. 外键的约束行为​​

    当父表的记录被删除或更新时，子表的外键如何处理？通过 ON DELETE 和 ON UPDATE 指定：

    约束行为	说明
    ​​CASCADE​​	级联操作。父表删除/更新记录时，子表关联记录也被删除/更新。
    ​​SET NULL​​	父表删除/更新记录时，子表的外键列设为 NULL（要求外键列允许 NULL）。
    ​​NO ACTION​​	默认行为。阻止父表的删除/更新操作，如果子表存在关联记录。
    ​​RESTRICT​​	类似 NO ACTION，立即检查约束。
    ​​SET DEFAULT​​	父表删除/更新记录时，子表的外键设为默认值（需定义默认值）。

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    ​​4. 多列外键​​

    外键可以由多个列组成，需满足：

    • 子表和父表的列数、顺序、数据类型一致。
    • 父表的列必须有唯一约束（如主键或唯一索引）。

      ​​示例​​：

      CREATE TABLE 订单详情 (
          订单ID INT,
          产品ID INT,
          数量 INT,
          PRIMARY KEY (订单ID, 产品ID),
          FOREIGN KEY (订单ID) REFERENCES 订单(订单ID),
          FOREIGN KEY (产品ID) REFERENCES 产品(产品ID)
      );

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      ​​5. 外键的限制与注意事项​​

      1. ​​父表必须有主键或唯一约束​​。
      2. ​​外键列的数据类型必须与父表主键一致​​。
      3. ​​引擎支持​​：如 MySQL 的 InnoDB 支持外键，而 MyISAM 不支持。
      4. ​​性能影响​​：外键会增加数据操作的检查开销，但能提升数据一致性。
      5. ​​循环依赖​​：避免两个表互相引用。

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      ​​6. 实际应用示例​​

      ​​场景​​：学生表（students）和课程表（courses），通过选课表（enrollments）关联。

      -- 父表：学生表
      CREATE TABLE students (
          student_id INT PRIMARY KEY,
          name VARCHAR(50)
      );
      -- 父表：课程表
      CREATE TABLE courses (
          course_id INT PRIMARY KEY,
          course_name VARCHAR(50)
      );
      -- 子表：选课表（含外键）
      CREATE TABLE enrollments (
          student_id INT,
          course_id INT,
          enrollment_date DATE,
          FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id) ON DELETE CASCADE,
          FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id) ON DELETE RESTRICT
      );

      ​​插入数据​​：

      -- 插入学生和课程
      INSERT INTO students VALUES (1, 'Alice');
      INSERT INTO courses VALUES (101, 'Math');
      -- 合法插入：学生和课程存在
      INSERT INTO enrollments VALUES (1, 101, '2023-10-01');
      -- 非法插入：学生不存在，触发外键错误
      INSERT INTO enrollments VALUES (999, 101, '2023-10-01'); -- 报错！

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      ​​7. 常见问题​​

      1. ​​外键必须指向主键吗？​​

         不，可以指向父表的唯一约束（Unique Constraint）。

      2. ​​能否跨数据库引用？​​

         通常不支持，外键需在同一数据库内。

      3. ​​外键是否允许 NULL？​​

         如果外键列允许 NULL，则插入 NULL 是合法的（表示无关联）。

      4. ​​如何查看外键约束？​​

         使用数据库工具或查询元数据（如 MySQL 的 SHOW CREATE TABLE）。

         
         （图片来源网络，侵删）

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      ​​8. 总结​​

      • ​​外键的核心作用​​：维护数据的一致性和关联性。
      • ​​适用场景​​：需要强数据完整性的系统（如电商、金融）。
      • ​​慎用场景​​：高并发写入且对性能要求极高的系统（需权衡一致性与性能）。
      
      （图片来源网络，侵删）
      
      （图片来源网络，侵删）