一、前言
当你熟练掌握单表增删改查之后，会发现真实项目开发几乎不会只使用一张数据表。本篇文章依次讲解数据库约束、多表关系设计、多表查询（内连接、外连接、子查询）以及事务ACID四大特性。所有知识点循序渐进，配套实操SQL，学习完成后，你就能具备设计项目数据表、编写复杂查询SQL的能力。
二、数据库约束：概述与分类
1、约束的概念
• 约束是作用于表中列上的规则，用于限制加入表的数据
• 约束的存在保证了数据库中数据的正确性、有效性和完整性
2、约束的分类
|------|--------------------------------|-------------|
| 约束名称 | 描述 | 关键字 |
| 非空约束 | 保证列中所有数据不能有null值 | NOT NULL |
| 唯一约束 | 保证列中所有数据各不相同 | UNIQUE |
| 主键约束 | 主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一 | PRIMARY KEY |
| 检查约束 | 保证列中的值满足某一条件 | CHECK |
| 默认约束 | 保存数据时，未指定值则采取默认值 | DEFAULT |
| 外键约束 | 外键用来让两个表的数据之间建立链接，保证数据的一致性和完整性 | FOREUGN KEY |
注意：旧版本的MySQL不支持检查约束
3、约束案例（讲解前五种约束）
案例需求：
-- 员工表
create table emp(
id int, -- 员工id，主键且自增长
ename varchar(50), -- 员工姓名，非空且唯一
joindate date, -- 入职日期，非空
salary double(7,2), -- 工资，非空
bonus double(7,2) -- 奖金，如果没有奖金默认为0
);
• 主键约束非空且唯一
• 非空约束：值不能为空
• 唯一约束：不能重复，值唯一
• 默认约束：不添加值，采取默认值
注意：给null时不是默认值，值就是null
•❗上述我们的id功能还没实现自增长，自增长的实现要采用 auto_increment 关键字
4、非空约束
4.1 概念
非空约束用于保证列中所有数据不能有null值
4.2 语法
4.2.1 添加约束
sql
-- 创建表时添加非空约束
create table 表名(
列名 数据类型 not null,
...
);
sql
-- 建表后添加非空约束
alter table 表名 modify 字段名 数据类型 not null;4.2.2 删除约束
sql
alter table 表名 modify 字段名 数据类型;三、外键约束详解
1、概念
• 外键用来关联两张表，分为父表（主表）和子表（从表），保证关联数据的一致性和完整性。举个例子：部门表（父表）和员工表（子表），员工表保存部门id，通过外键约束，不能给员工分配在一个不存在的部门。
2、语法
2.1 添加约束
sql
-- 创建表时添加外键约束
create table 表名(
列名 数据类型，
...
[constraint] [外键名称] foreign key(外键列名) references 主表(主表列名)
);
sql
-- 建完表后添加外键约束
alter table 表名 add constraint 外键名称 foreign key(外键字段名称) references 主表名称(主表列名称);2.2 删除约束
sql
alter table 表名 drop foreign key 外键名称;3、外键约束案例
创建两个表：部门表（主表）、员工表（从表）
此时已经建立物理连接，删除研发部则报错，因为员工表中有研发部的员工，研发部不为空
删除外键：
❗开发提示：很多企业项目不推荐使用物理外键，依靠业务代码维护关联关系，避免外键带来性能问题。
四、数据库多表设计与表关系
1、数据库设计---简介
1.1 软件研发步骤
1.2 数据库设计概念
• 数据库设计就是根据业务系统的具体需求，结合我们所选用的DBMS，为这个业务系统构造出最优的数据存储模型
• 建立数据库中的表结构以及表与表之间的关联关系的过程
• 有哪些表？表里有哪些字段？表和表之间有什么关系？
1.3 数据库设计的步骤
① 需求分析（数据是什么？数据具有哪些属性？数据与属性的特点是什么？）
② 逻辑分析（通过ER图对数据库进行逻辑建模，不需要考虑我们所选用的数据库管理系统）
③ 物理设计（根据数据库自身的特点把逻辑设计转换为物理设计）
④ 维护设计（1.对新的需求进行建表；2.表优化）
2、三种常见表关系
2.1 一对多（最常用）
• 例如：部门和员工
• 一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门
2.2 多对多
• 例如：商品和订单、学生和课程
• 一个商品对应多个订单，一个订单包含多个商品
• 一个学生上多门课程，一门课程包含多个学生
2.3 一对一
• 例如：用户和用户详情
• 一对一关系多用于表拆分，将一个实体中经常使用的字段放一张表，不经常使用的字段放另一张表，用于提升查询性能
3、多表关系实现
3.1 表关系之一对多
• 一对多（多对一）：
• 如：部门表和员工表
• 一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门
• 实现方式：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键（讲解外键约束时演示过）
3.2 表关系之多对多
• 多对多：
• 如：订单和商品
• 一个商品对应多个订单，一个订单包含多个商品
• 实现方式：建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键
代码演示：
3.3 表关系之一对一
• 一对一：
• 如：用户和用户详情
• 一对一关系多用于表拆分，将一个实体中经常使用的字段放一张表，不经常使用的字段放另一张表，用于提升查询性能
• 实现方式：在任意一方加入外键，关联另一方主键，并且设置外键为唯一(unique)（类比一对多）
五、多表联合查询
1、什么是笛卡尔积
有 A、B 两个集合，取 A、B 所有的组合情况
多张表直接查询，所有数据无序全部组合，产生大量无效数据。
sql
-- 产生笛卡尔积（错误写法）
select * from 表名,表名;
如上，有很多数据都是无效数据，所以我们的核心是添加条件过滤掉无效笛卡尔积数据！！！
多表查询可通过连接查询和子查询来实现，而连接查询又分为内连接和外连接。
2、内连接 inner join ... on
作用：查询两张表能够匹配上的数据（相当于查询A、B交集部分），匹配不到的数据不会显示
sql
-- 隐式内连接
-- select 字段列表 from 表1,表2,... where 条件;
select * from staff,department where staff.dep_id=department.id;
-- 显式内连接（推荐写法）
-- select 字段列表 from 表1 [inner] join 表2 on 条件;
select * from staff inner join department on staff.dep_id=department.id;
3、外连接
3.1 左外连接 left join ... on
查询左表全部数据（相当于查询A表所有数据和交集部分数据），匹配不到右表数据，右表字段填充null。
sql
-- select 字段列表 from 表1 left [outer] join 表2 on 条件；
select * from staff left outer join department on staff.dep_id=department.id;查询staff表所有数据和对应的部门信息：
3.2 右外连接 right join ... on
查询右表全部数据（相当于查询B表所有数据和交集部分数据），匹配不到左表数据，左表字段填充null。
sql
-- select 字段列表 from 表1 right [outer] join 表2 on 条件；
select * from staff right outer join department on staff.dep_id=department.id;查询department表所有数据和对应的员工信息：
六、子查询
子查询：一条SQL语句中嵌套另一条select查询语句，嵌套查询结果可以作为条件、临时表使用。
子查询根据查询结果不同，作用不同分为三类子查询。
1、标量子查询（单行单列）
返回单个值（一行一列），可以直接用 = != > < 等条件判断
sql
select 字段列表 from 表 where 字段名 = (子查询);查询研发部所有员工信息：
2、列子查询（多行单列）
返回一列多行，搭配 in any all 等关键字进行条件判断
sql
select 字段列表 from 表 where 字段名 in (子查询);查询研发部和销售部所有员工信息：
3、表子查询（多行多列）
返回多行多列，当作虚拟表使用，外层继续关联查询
sql
select 字段列表 from (子查询) where 条件;查询年龄是18以后（不包括18岁）的员工信息和部门信息：
❗注意：当使用虚拟表时，必须给原始表起别名，否则会报错！！！
七、数据库事务与四大特征ACID
1、事务简介
• 数据库的事务（Transaction）是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库操作命令
• 事务把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这一组数据库命令要么同时成功，要么同时失败
• 事务是一个不可分割的工作逻辑单元
• 经典场景：转账、A扣款和B收款必须同时成功
2、事务基础操作
sql
-- 开启事务
start transaction;
或者 begin;
-- 提交事务
commit;
-- 回滚事务
rollback;转账示例演示：
如果不开启事务，就会发现出错前面成功操作，后面则操作失败
开启事务后则不会出现问题
3、事务的四大特征 ACID
• 原子性（Atomicity）：事务不可分割，要么同时成功，要么同时失败
• 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有数据都保持一致状态
• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行，互相之间互不干扰
• 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，修改永久保存到数据库，断电不丢失
4、MySQL默认提交
在MySQL里面，每条SQL语句都是默认提交的。
sql
-- 查询事务的默认提交方式
select @@autocommit;
-- 修改事务的提交方式 → 手动提交
set @@autocommit=0;八、结语
本篇我们完成了MySQL进阶核心内容学习：约束保障数据规范、多表关系教会我们如何设计项目数据表：内连接、外连接、子查询是开发中高频使用的复杂查询语法；事务保证连续数据操作的安全性。掌握本章全部内容后，我们就可以进入JDBC的学习，打通Java后端程序和MySQL数据库的交互，实现Java代码操作数据库。