数据库的“契约” —— 约束（Constrains）

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[数据库的"契约" ------ 约束（Constrains）](#数据库的“契约” —— 约束（Constrains）)
- 一、为什么需要约束？？
- 二、五大核心约束
- - [1）primary key(主键)](#1）primary key(主键))
  - 2）unique
  - [3） not null](#3） not null)
  - [4） default](#4） default)
  - [5） foreign key（外键）](#5） foreign key（外键）)
- 三、面试重点：外键的取舍与逻辑删除

数据库的"契约" ------ 约束（Constrains）

一、为什么需要约束？？

正所谓"垃圾进，垃圾出（Garbage In，Garbage Out）"，翻译成人话就是"输入的数据质量决定着输出的结果质量"，也就是说，如果数据库里的数据都是脏数据，那么就算这个代码再高效，再精美，再优雅，但是也改变不了它会吐出垃圾的事实。

举一个具体的例子：假设现在用Java写一个用户注册的代码

java 复制代码

public class UserRegister {
    
    public static void register(String username, String password) {
        // 检查用户名
        if (username == null || username.isEmpty()) {
            System.out.println("错误：用户名不能为空");
            return;
        }
        
        // 检查用户名长度
        if (username.length() < 3 || username.length() > 20) {
            System.out.println("错误：用户名长度必须在3-20个字符之间");
            return;
        }
        
        // 检查密码
        if (password == null || password.length() < 6) {
            System.out.println("错误：密码不能少于6位");
            return;
        }
        
        // 注册成功
        System.out.println("注册成功！欢迎 " + username);
    }
   
}

java 复制代码

    public static void main(String[] args) {
        register("ab", "123456");      // 用户名太短
        register("zhangsan", "123");   // 密码太短
        register("zhangsan", "123456");// 成功
    }

看起来完全没有问题，保护的很周道，但是在具体的生产环境上，总会出现一些令人难以想象的场景，例如，如果有人绕过后端直接向数据库插数据怎么办？

sql 复制代码

insert into users(username,password) values('ab','123');
insert into users(username,password) values(null,null);

直接无视了后端的防线，向我们的数据库插入了非法数据，也就是脏数据，你的校验逻辑再严密，也只能保护走你这条路的数据，一旦有人抄小道，那么防线就穿了。

所以，这就是数据库约束存在的意义。

让数据库自己守住大门，无论数据从何处来（应用层，SQL客户端，还是不走寻常路等乱七八糟的数据），都必须过安检，安检过了，那么才能过进入数据库作为数据被存起来，确保数据的完整性和有效性。

数据完整性 ≠ 数据有效性

需要区分一下这两个概念：

完整性：数据完整，关联关系正确，比如订单一定要有用户，学生表要有学生，由外键约束负责；

有效性 ：数据格式，范围合理，比如年龄不能是负数，邮箱必须带@，由check约束管一部分，重点看应用层。
约束主要解决的是完整性问题

好的数据库设计，应该让错误的数据进不来，而不是指望写代码的人永远不犯错。

二、五大核心约束

sql 复制代码

create table student (
    id int primary key auto_increment,        -- 主键：唯一且非空，搭配自增
    sn varchar(20) unique,                   -- 唯一约束：学号不能重复，但允许为 null
    name varchar(20) not null,               -- 非空约束：名字必须填
    class_id int,                            -- 准备作为外键的列
    enrollment_status int default 1,         -- 默认值：不填的话默认状态为 1（在读）
    foreign key (class_id) references class(id) -- 外键约束：关联 class 表的主键
);

1）primary key(主键)

唯一标识每一行，不能重复，不能为null

auto_increment：不用你手动填，mysql 自动从1 开始递增

sql 复制代码

id int primary key auto_increment

表示给每一个学生发一个唯一编号，类似身份证

sql 复制代码

-- 插入时不写 id，数据库自动分配 1, 2, 3...
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026001', '张三', 1);
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026002', '李四', 1);
-- 结果：id 分别是 1 和 2

注意：一张表只能有一个主键，但主键可以是组合键（多个字段联合做主键）

2）unique

唯一性，值不能重复

sql 复制代码

sn varchar(20) unique

	primary key	unique
能不能有多个	一张表只能一个	可以有多个
能不能为 null	绝对不能	可以（除非加 not null）
典型用途	系统内部编号	业务唯一标识（学号、邮箱、手机号）

sql 复制代码

-- 第一次插入成功
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026001', '张三', 1);

-- 第二次用相同学号，报错！
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026001', '李四', 1);
-- error: duplicate entry '2026001' for key 'sn'

3） not null

不能为空！！

java 复制代码

name varchar(20) not null

名字是必填项，不能不填，也不能填 null

java 复制代码

-- 不填 name，报错！
insert into student (sn, class_id) values ('2026003', 1);
-- error: field 'name' doesn't have a default value

-- 填 null，也报错！
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026003', null, 1);
-- error: column 'name' cannot be null

经常与unique一起用

java 复制代码

sn varchar(20) unique not null,  -- 学号必须填，且不能重复

4） default

设置默认值

sql 复制代码

enrollment_status int default 1

作用：如果不填这个字段，数据库自动帮你填上 1。

含义：假设 1=在读，2=休学，3=毕业。大部分新生都是在读状态，不用每次都手动写。

sql 复制代码

-- 不填 enrollment_status，自动得到 1
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026002', '李四', 1);

-- 该同学休学了？手动修改
insert into student (sn, name, class_id, enrollment_status) 
values ('2026003', '王五', 1, 2);  -- 手动设为休学

select * from student;

-- 结果：李四的 enrollment_status 是 1，王五的是 2

5） foreign key（外键）

这个值一定存在于另一个表，如果不存在，则无法插入数据库

拿学生表和班级表举例，一定要先有班级表

sql 复制代码

create table class (
    id int primary key auto_increment,
    name varchar(20) not null
);

保证学生挂靠的是真实存在的班级，不存在假班级

sql 复制代码

-- 先往 class 表插一条记录
insert into class (name) values ('高一24班');  -- 假设得到 id=24

-- 正常：class_id=24 存在，插入成功
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026004', '赵六', 24);

-- 异常：class_id=999 不存在，报错！
insert into student (sn, name, class_id) values ('2026005', '钱七', 999);
-- error: cannot add or update a child row: 
--       a foreign key constraint fails

当发生级联操作（指对一个表的数据进行操作时，自动触发对关联表的相关操作，保持数据一致性）时，

sql 复制代码

-- 如果班级被删除，自动把学生的 class_id 设为 null
foreign key (class_id) references class(id) on delete set null

-- 当班级有学生时，禁止删除班级（保护数据）
foreign key (class_id) references class(id) on delete restrict

三、面试重点：外键的取舍与逻辑删除

上面我们提到了用foreign key 来保证数据的完整性，这是数据库层面被称作"物理外键"，但如果你去阅读大厂的Java客服手册，会看到一句话------"不得使用外键与级联，一切外键概念必须在应用层解决"

这是为什么呢？？？

因为物理外键有一个致命伤，就是当insert 或者update 时，数据库都要去查另一张表来校验一下外键是否存在，当出于高并发的场景下，就会极度地消耗资源与效率；同时当系统数据量变大，不得不进行"分库分表"时（例如学生表在A服务器，班级表在B服务器），跨数据库是无法建立物理外键的。

因此在实际开发中，大厂采用了一个新方法------逻辑外键

什么是逻辑外键？？

就是在建表时，仍然保留一个class_id这个字段，但是不使用foreign key这句约束代码，把对数据的关联关系的校验全部交给Java后端代码来解决，也就是说在Java后端代码进行插入数据前，先查询一下班级是否存在，这就是逻辑外键。

既然我们不用物理外键了，那要怎么删除数据？我们要明白一个道理------数据是无价的，尤其是对于这些企业来说。所以要避免或者很少地去使用delete 语句去真正意义上抹除一行数据（物理删除），而更多的使用逻辑删除。

所以在设计表的时候，统一加上一个状态字段---------"is_deleted"

sql 复制代码

alter table student add colunm is_deleted tinyint default 0;
-- 0 代表未删除，1 代表已删除

当我们想要开除一个学生时，就不再使用**"delete"** 而是使用**"update"**

sql 复制代码

-- 所谓的删除，只是把状态标记为 1
update student set is_deleted = 1 while id = 开除学生id;

并且在之后的查询中，sql语句都要永久地加上一个默认条件

sql 复制代码

select * from student where is_deleted = 0;

总结：约束的理念是完美的，但在极限的工程环境下，为了性能和扩展性，不得不将部分"校验"和"删除"的工作从数据库层上移到代码业务层。