05.MySQL表的約束

MySQL表的約束

MySQL表的約束
1. 空屬性
2. 默認值
3. 列描述
4. zerofill
5. 主鍵
6. 自增長
7. 唯一鍵
8. 外鍵
9. 綜合案例

MySQL表的約束

說到 MySQL 表的約束，這絕對是數據庫設計里繞不開的一個話題。很多人一提“約束”，第一反應可能是字段的數據類型，比如 INT 不能存字符串，VARCHAR 有長度限制。這當然是最基本的一層限制，但光靠這些，遠遠不夠。就像你家門口裝了密碼鎖，結果廚房窗戶忘關了——防得了一部分，還是會漏。

這時候就得靠表級的各種約束來兜底，從業務邏輯的角度出發，幫你把不合理的數據擋在門外。

舉個栗子🌰：假設你建了一個用戶表，里面有個“年齡”字段，類型是 INT。這時候要是有人輸入個 -100 或者 999999999 歲，數據庫是能存下沒錯，但你一看就知道這不靠譜。這種數值范圍的控制，其實屬于“檢查約束（CHECK）”。不過早期的 MySQL 并不支持這玩意兒（8.0 開始才支持），所以我們今天先不展開這個，重點聊聊其他你在開發里經常用到的約束類型。

這篇文章我們就來盤講講這些實用技能：空屬性、默認值、列描述、zerofill、主鍵、自增長、唯一鍵、外鍵。最后還會用一個綜合案例，把這些知識點串起來，幫你真正掌握這些“看起來簡單但常常出問題”的細節。

1. 空屬性

1.1 NULL和NOT NULL的相愛相殺

數據庫里默認所有字段都是允許為空的（NULL），就像你家的冰箱——什么都能塞進去。但實際開發中，咱們得學會"斷舍離"，把不該空的字段鎖死。為啥？因為空值是個麻煩精！它參與運算時會直接讓結果變NULL，就像往火鍋里倒可樂——全毀了。

舉個例子🌰：假設你統計銷售額，某個訂單金額是NULL，那么SELECT SUM(price)的結果也會是NULL。這時候老板要是問"今天賺了多少"，你只能尷尬地回一句：“不知道啊，有筆訂單金額沒填…”

所以遇到必填項，一定要用NOT NULL。比如班級表的教室字段：

CREATE TABLE class(class_name VARCHAR(20) NOT NULL,classroom VARCHAR(20) NOT NULL
);

這時候插入數據時，這兩個字段就必須填，否則MySQL會直接報錯：

INSERT INTO class(class_name) VALUES('三年二班');
-- 報錯：Field 'classroom' doesn't have a default value

1.2 NULL的隱藏陷阱

很多人以為NULL就是"沒有值"，其實它更像"未知值"。比如兩個NULL比較時，既不等于也不等于不，永遠返回UNKNOWN。這會導致查詢時出現意想不到的結果：

SELECT * FROM users WHERE email = NULL; -- 查不到任何數據
SELECT * FROM users WHERE email IS NULL; -- 才能查到空郵箱用戶

1.3 NOT NULL的進階玩法

有時候我們會給字段設置默認值，這時候再加NOT NULL就顯得多余了。比如：

CREATE TABLE user(id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,gender ENUM('男','女') DEFAULT '男' NOT NULL
);

這里的NOT NULL其實可以省略，因為默認值已經保證了字段不為空。但要注意默認值的類型匹配，比如用字符串’0’當默認值，字段類型卻是INT的話，可能會觸發隱式轉換。

2. 默認值

2.1 DEFAULT的魔法時刻

默認值就像自動售貨機——當你不投幣時，它自己吐出預設的商品。比如用戶表的性別字段：

CREATE TABLE user(id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,name VARCHAR(20),gender ENUM('男','女') DEFAULT '男'
);

這時候插入數據時，如果不指定gender字段，就會自動填充"男"：

INSERT INTO user(name) VALUES('張三');
-- 實際插入的是('張三', '男')

2.2 默認值的進階套路

默認值不僅能用常量，還能用表達式（MySQL 8.0+支持）：

CREATE TABLE orders(order_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,create_time DATETIME DEFAULT NOW(),expire_time DATETIME DEFAULT (NOW() + INTERVAL 7 DAY)
);

不過要注意，同一個字段不能同時有默認值和NOT NULL約束（除非默認值明確指定），否則會觸發沖突。

2.3 默認值的隱藏彩蛋

對于日期時間類型字段，默認值有特殊規則：

  • DATETIME默認值只能是常量，不能用函數
  • TIMESTAMP會自動設置當前時間作為默認值（如果未顯式指定）

比如：

CREATE TABLE test(id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,dt DATETIME,           -- 默認值為NULLts TIMESTAMP           -- 默認值自動變為CURRENT_TIMESTAMP
);

3. 列描述

3.1 COMMENT的文藝復興

列描述就像給數據庫字段寫小紙條，方便后來人看懂你的設計思路。比如用戶表：

CREATE TABLE user(id INT PRIMARY KEY COMMENT '用戶ID',name VARCHAR(20) COMMENT '用戶真實姓名',nickname VARCHAR(20) COMMENT '用戶昵稱（可為空）'
);

通過SHOW CREATE TABLE user;就能看到這些注釋：

CREATE TABLE `user` (`id` int(11) NOT NULL COMMENT '用戶ID',`name` varchar(20) NOT NULL COMMENT '用戶真實姓名',`nickname` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '用戶昵稱（可為空）'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

3.2 描述的最佳實踐

  1. 業務含義：說明字段的業務邏輯，比如status TINYINT COMMENT '狀態：1-待支付 2-已支付 3-已發貨'
  2. 數據來源：標明數據是怎么來的，比如score DECIMAL(5,2) COMMENT '根據考試成績自動同步'
  3. 變更記錄：重要字段的變更歷史，比如address VARCHAR(255) COMMENT '2022.3新增，原地址字段已廢棄'

3.3 描述的隱藏功能

結合INFORMATION_SCHEMA.COLUMNS表，可以實現自動化文檔生成：

SELECT COLUMN_NAME, COLUMN_COMMENT 
FROM information_schema.columns
WHERE TABLE_SCHEMA='your_db' AND TABLE_NAME='user';

4. zerofill

4.1 數字顯示的藝術

zerofill就像給數字穿上西裝打上領帶——讓它看起來更正式。比如訂單編號：

CREATE TABLE orders(order_id INT(6) ZEROFILL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT
);

插入數據時：

INSERT INTO orders() VALUES();
-- 實際顯示order_id為000001

注意這里的INT(6)不是指6位數字，而是顯示寬度。底層存儲還是標準的INT類型（4字節）。

4.2 zerofill的連帶效應

使用zerofill會自動觸發UNSIGNED屬性：

CREATE TABLE test(a INT(5) ZEROFILL);
-- 實際相當于 INT(5) UNSIGNED ZEROFILL

所以字段只能存儲正數，負數插入會變成0。

4.3 使用場景分析

適合需要固定顯示位數的業務場景：

  • 學號：202301010001（年份+學院代碼+序號）
  • 發票號碼：0000123456
  • 產品編號：P000001

但要注意，這種格式化更適合前端處理，數據庫層面保持純粹數字更利于計算。

5. 主鍵

5.1 數據的身份證

主鍵就像每個人的身份證號碼——必須唯一且不能為空。創建學生表：

CREATE TABLE student(stu_id CHAR(10) PRIMARY KEY COMMENT '學號（唯一標識）',name VARCHAR(20)
);

這時候插入重復學號會直接報錯：

INSERT INTO student VALUES('2023010101','張三');
INSERT INTO student VALUES('2023010101','李四');
-- 報錯：Duplicate entry '2023010101' for key 'PRIMARY'

5.2 主鍵的進階操作

  1. 刪除主鍵：

    ALTER TABLE student DROP PRIMARY KEY;

    注意：如果該列有自增屬性，需要先刪除自增

  2. 修改主鍵：

    ALTER TABLE student MODIFY stu_id CHAR(12);
-- 修改字段類型不影響主鍵約束

  3. 復合主鍵：

    CREATE TABLE cart(user_id INT,product_id INT,quantity INT,PRIMARY KEY(user_id, product_id)
);

    這時候單個字段可以重復，但組合必須唯一

5.3 主鍵選擇的玄學

  1. 自增主鍵 vs 業務主鍵
    自增主鍵（如AUTO_INCREMENT）更利于索引性能，業務主鍵（如身份證號）更直觀，需要根據場景權衡

  2. UUID的另類玩法

    CREATE TABLE orders(order_id CHAR(36) PRIMARY KEY DEFAULT UUID(),...
);

    適合分布式系統，但會占用更多存儲空間

6. 自增長

6.1 AUTO_INCREMENT的魔法

自增字段就像自動步槍——每次扣動扳機都會自動裝彈。創建文章表：

CREATE TABLE articles(article_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,title VARCHAR(100)
);

插入數據時：

INSERT INTO articles(title) VALUES('MySQL約束詳解');
-- article_id自動分配為1
INSERT INTO articles(title) VALUES('性能優化技巧');
-- article_id自動分配為2

6.2 自增的隱藏技巧

  1. 指定初始值：

    CREATE TABLE users(id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY
) AUTO_INCREMENT = 1000;

  2. 跳增現象：
    如果插入失敗或事務回滾，自增值不會回退。比如插入100后失敗，下一個值會是101而不是100

  3. 手動賦值：

    INSERT INTO articles(article_id, title) VALUES(10000, '特別推薦');
-- 下次自增值從10001開始

6.3 自增的性能考量

  1. 并發問題：
    InnoDB引擎使用互斥鎖來確保自增的連續性，在高并發場景可能成為瓶頸

  2. 緩存配置：
    innodb_autoinc_lock_mode參數影響自增行為，需要根據業務調整

  3. 遷移風險：
    導出導入數據時，記得檢查自增字段的當前值：

    SHOW TABLE STATUS LIKE 'articles';
-- 查看Auto_increment列

7. 唯一鍵

7.1 除主鍵外的唯一保障

唯一鍵就像班級里的學號和電話號碼——都可以唯一標識學生，但只能選一個當主鍵。創建用戶表：

CREATE TABLE user(id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,username VARCHAR(20) UNIQUE,email VARCHAR(50) UNIQUE
);

這時候用戶名和郵箱都必須唯一：

INSERT INTO user(username, email) 
VALUES('zhangsan', 'zhangsan@example.com');-- 插入相同用戶名會失敗
INSERT INTO user(username, email) 
VALUES('zhangsan', 'zs@example.com');
-- 報錯：Duplicate entry 'zhangsan' for key 'username'

7.2 唯一鍵的騷操作

  1. 復合唯一鍵：

    CREATE TABLE exam(student_id INT,subject VARCHAR(20),score INT,UNIQUE(student_id, subject)
);

    保證同一個學生同一科目只有一條記錄

  2. 空值處理：
    唯一鍵允許有多個NULL值（這與主鍵不同）：

    INSERT INTO user(username) VALUES(NULL);
INSERT INTO user(username) VALUES(NULL);
-- 兩條記錄都能成功插入

  3. 延遲約束：
    在事務中，唯一約束檢查可以延遲到提交時：

    SET CONSTRAINTS ALL DEFERRED;
-- 需要配合支持的存儲引擎

7.3 唯一鍵的優化技巧

  1. 前綴索引：
    對長字符串字段，可以只索引前綴：

    CREATE TABLE products(id INT PRIMARY KEY,product_code VARCHAR(100) UNIQUE
);
-- 改為
CREATE UNIQUE INDEX idx_code ON products(product_code(20));

  2. 合并索引：
    如果某個查詢經常同時用到username和email，可以創建聯合唯一索引：

    CREATE UNIQUE INDEX idx_user_email ON user(username, email);

8. 外鍵

8.1 表之間的羈絆

外鍵就像親子關系——孩子必須知道自己爹是誰。創建訂單表：

CREATE TABLE orders(order_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,user_id INT,FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users(id)
);

這時候插入訂單時：

-- 假設users表中沒有id=100的用戶
INSERT INTO orders(user_id) VALUES(100);
-- 報錯：Cannot add or update a child row

8.2 外鍵的連環反應

  1. 級聯更新：
    當父表主鍵變更時，子表自動更新：

    CREATE TABLE orders(order_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,user_id INT,FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users(id) ON UPDATE CASCADE
);

  2. 級聯刪除：
    刪除父表記錄時，自動刪除子表關聯數據：

    FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE

  3. 置空操作：
    刪除父表記錄時，將子表外鍵字段設為NULL：

    FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE SET NULL
-- 注意：字段必須允許NULL

8.3 外鍵的性能博弈

  1. 鎖機制：
    修改父表主鍵時，會鎖定子表相關記錄，可能引發死鎖

  2. 批量導入：
    導入大量數據時，建議先關閉外鍵檢查：

    SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;
-- 執行導入操作
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=1;

  3. 索引優化：
    外鍵字段必須有索引，否則會影響性能：

    CREATE INDEX idx_user ON orders(user_id);
-- 如果創建外鍵時未自動創建

9. 綜合案例

9.1 商城系統的數據設計

讓我們來設計一個簡單的電商系統，包含三個核心表：

9.1.1 商品表(goods)
CREATE TABLE goods(goods_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '商品ID',goods_name VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '商品名稱',unitprice DECIMAL(10,2) NOT NULL COMMENT '單價',category VARCHAR(50) COMMENT '分類',provider VARCHAR(100) COMMENT '供應商',stock INT DEFAULT 0 COMMENT '庫存',INDEX idx_category(category)
) ENGINE=InnoDB;
9.1.2 客戶表(customer)
CREATE TABLE customer(customer_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '客戶ID',name VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '姓名',address VARCHAR(200) COMMENT '住址',email VARCHAR(50) UNIQUE COMMENT '郵箱',sex ENUM('男','女') COMMENT '性別',card_id CHAR(18) UNIQUE COMMENT '身份證',reg_time DATETIME DEFAULT NOW() COMMENT '注冊時間'
) ENGINE=InnoDB;
9.1.3 購買表(purchase)
CREATE TABLE purchase(order_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '訂單號',customer_id INT NOT NULL COMMENT '客戶ID',goods_id INT NOT NULL COMMENT '商品ID',nums INT NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '購買數量',order_time DATETIME DEFAULT NOW(),FOREIGN KEY(customer_id) REFERENCES customer(customer_id),FOREIGN KEY(goods_id) REFERENCES goods(goods_id),INDEX idx_time(order_time)
) ENGINE=InnoDB;

9.2 設計亮點解析

  1. 約束組合拳：

    • 客戶姓名NOT NULL保證必填
    • 郵箱和身份證UNIQUE防止重復
    • 性別用ENUM限制取值范圍
    • 購買數量DEFAULT 1避免零值

  2. 性能優化：

    • 商品分類添加索引
    • 訂單時間建立索引方便按時間查詢

  3. 數據完整性：

    • 外鍵約束確保訂單中的客戶和商品真實存在
    • 級聯操作可自行添加（根據業務需求）

9.3 擴展思考

  1. 庫存扣減：
    在購買表插入記錄時，需要更新商品表庫存。可以通過觸發器實現：

    DELIMITER //
CREATE TRIGGER after_purchase_insert 
AFTER INSERT ON purchase
FOR EACH ROW
BEGINUPDATE goods SET stock = stock - NEW.nums WHERE goods_id = NEW.goods_id;
END//
DELIMITER ;

  2. 訂單狀態：
    可以添加status字段表示訂單狀態（待支付、已發貨等），配合外鍵關聯狀態字典表

  3. 分區策略：
    對于大規模數據，可以按訂單時間做分區：

    CREATE TABLE purchase(...) 
PARTITION BY RANGE (YEAR(order_time)) (PARTITION p2022 VALUES LESS THAN (2023),PARTITION p2023 VALUES LESS THAN (2024)
);

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