mysql 外键索引入门介绍，为什么工作中很少有人使用？

背景

以前工作学习中，一直被告诫不要使用外键，所以也没有仔细整理过。

这里记录一下笔记。

外键

是什么？

MySQL 的外键（Foreign Key）是一种关系型数据库中用于建立表与表之间关联关系的重要工具。

外键定义了两个表之间的引用关系，它连接了两个表，使它们之间建立起一定的联系。

外键用于维护表与表之间的一致性和完整性，确保数据的准确性和可靠性。

如何定义

在创建表时，可以使用 FOREIGN KEY 关键字来定义外键。外键通常与 REFERENCES 关键字一起使用，用于指定引用的表和列。

外键通常关联到另一个表的主键列，这样它就能确保引用的数据是一致的。

CREATE TABLE 表名 (
    列1 数据类型,
    列2 数据类型,
    ...
    FOREIGN KEY (外键列) REFERENCES 关联表名(关联列)
);

级联操作

外键还可以定义级联操作，包括 CASCADE、SET NULL、SET DEFAULT 和 NO ACTION。

这些操作定义了在主表中进行更新或删除操作时，对应的外键列在从表中的行的处理方式。

例如，CASCADE 表示主表的更新或删除操作将在从表上进行相应的级联操作。

CREATE TABLE 表1 (
    列1 数据类型 PRIMARY KEY
);
CREATE TABLE 表2 (
    列2 数据类型,
    列3 数据类型,
    列4 数据类型,
    FOREIGN KEY (列2) REFERENCES 表1(列1) ON DELETE CASCADE
);

外键的限制

• 外键的引用列必须是唯一索引（Unique Index）或主键，以确保引用的数据是唯一的。

• 外键列和引用列的数据类型必须相同。

• InnoDB 存储引擎支持外键，而 MyISAM 不支持。

外键的优缺点：

优点：

1. 数据一致性： 外键可以确保表与表之间的关联关系，维护数据的一致性。通过外键约束，可以避免插入或更新无效的引用，保持数据的完整性。

2. 数据完整性： 外键可以防止误删除关联的数据。如果有关联关系的数据存在，删除主表中的记录时，外键约束可以阻止删除，或者通过级联操作删除相关的从表数据。

3. 关联查询： 外键使得关联查询更加方便。可以通过 JOIN 操作轻松地获取关联表的信息，提高查询的灵活性。

缺点：

1. 性能开销： 外键可能引入一定的性能开销。特别是在大规模的数据库中，维护外键关系可能会影响插入、更新和删除操作的性能。

2. 复杂性： 外键关系可能增加数据库结构的复杂性。在设计数据库时，需要仔细考虑外键的引入，以及相关的级联操作和约束。

3. 不同数据库支持不同： 不同的数据库管理系统对外键的支持程度和实现方式可能有所不同。在切换数据库引擎或迁移数据时，可能会遇到兼容性问题。

简单例子

mysql 5.7

创建外键约束

当创建两张表，其中一张是用户表，另一张是用户拓展表，可以使用外键来建立它们之间的关联。

以下是一个具体的例子：

-- 创建用户表
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(255) NOT NULL
);

-- 创建用户拓展表，并添加外键关联
CREATE TABLE user_extra (
    user_id INT PRIMARY KEY,
    remark VARCHAR(255),
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE
);

元数据查询

可以通过 sql 查询对应的引用信息

SELECT 
    TABLE_NAME,
    COLUMN_NAME,
    CONSTRAINT_NAME,
    REFERENCED_TABLE_NAME,
    REFERENCED_COLUMN_NAME
FROM 
    information_schema.KEY_COLUMN_USAGE
WHERE 
    REFERENCED_TABLE_SCHEMA = 'test';

数据如下：

+------------+-------------+-------------------+-----------------------+------------------------+
| TABLE_NAME | COLUMN_NAME | CONSTRAINT_NAME   | REFERENCED_TABLE_NAME | REFERENCED_COLUMN_NAME |
+------------+-------------+-------------------+-----------------------+------------------------+
| user_extra | user_id     | user_extra_ibfk_1 | users                 | id                     |
+------------+-------------+-------------------+-----------------------+------------------------+

初始化数据

insert into users(id, username) values (1, 'u1');
insert into user_extra(user_id, remark) values (1, 'u1-ex');

如下:

mysql> select * from users;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
|  1 | u1       |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from user_extra;
+---------+--------+
| user_id | remark |
+---------+--------+
|       1 | u1-ex  |
+---------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

测试删除级联

我们直接把 user 表删除

delete from users where id = 1;

此时 user_extra 也同步被清空了。

mysql> select * from user_extra;
Empty set (0.00 sec)

小结

外键对于保证数据一致性，还是比较方便的。

但是为什么现在工作中很少见到呢？

不建议使用的情况：

在某些情况下，可能会有人不太建议使用外键，主要基于以下考虑：

1. 性能优化： 有些数据库设计师和开发者更倾向于手动管理关联关系，以更好地控制性能。手动维护关联关系可能允许更灵活的优化策略。

2. 水平分片： 在水平分片的情况下，外键可能会增加复杂性。某些数据库系统对分片上的外键支持可能有限，因此在这种情况下可能会选择不使用外键。

3. 微服务架构： 在微服务架构中，服务之间的解耦是一个关键设计原则。有些团队认为外键引入了过多的服务之间的耦合，因此选择在微服务架构中限制外键的使用。

每一种技术都有适合的场景，我们结合自己的业务来实现。

拓展阅读

MySQL Index 索引系统讲解

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