SQL Primary Key & Foreign Key

1. 定义

维基百科：主键（Primary Key）是数据表中每条记录唯一且完整的标识；外键（Foreign Key），又称外来键，是另一个数据表中的字段。

慕课解释：主键十分重要，每一张表都应有一个主键，且主键只能有一个，主键不能为空；外键用来表示表与表之间的关系，是关系数据库的核心，一般使用另一张表的主键作为外键。

2. 前言

本小节，我们将学习 SQL 中的主键和外键。

在前面的学习中，我们一直聚焦在 SQL 增删查改等操作。对于关系数据库，最核心的东西莫过于关系二字，在开发中，表 A 的主键一般会作为表 B 的外键，来表示表 A 与表 B 之间的关系。

注意： 在前面的小节中，新建数据库时均未指定主键，但实际上应该为每一张表都指定一个主键，后面的例子中将践行这条原则。

3. SQL Primary Key

在 SQL CREATE2 一节中，我们介绍了主键的基本用法。在实际的开发中，主键至关重要，所以一般还需加上其它约束，如 unsigned、auto_increment 等。

3.1 例1 创建用户表

请书写 SQL 语句，创建imooc_user表，共有 id，username 和 age 三个字段，其中 id 为主键，数据类型为 unsigned int 且自增，username 为 varchar 类型，age 表示年龄，为 int 类型。

分析：

新建数据表使用 Create 指令，username 和 age 为基本类型字段，id 作为主键，字段类型为无符号整型，且自增，故该字段需要添加 auto_increment 约束。

语句：

整理可得语句如下：

CREATE TABLE imooc_user
(
  id int unsigned PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  username varchar(20),
  age int
);

（MySQL数据库）创建成功后，imooc_user表信息如下：

+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field    | Type             | Null | Key | Default | Extra          |
+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| id       | int(10) unsigned | NO   | PRI | <null>  | auto_increment |
| username | varchar(20)      | YES  |     | <null>  |                |
| age      | int(11)          | YES  |     | <null>  |                |
+----------+------------------+------+-----+---------+----------------+

不同的数据库对于自增的支持是不同的，有些数据库甚至不支持自增主键，PostgreSQL 中使用 serial 类型来支持自增，如下：

CREATE TABLE imooc_user
(
  id serial PRIMARY KEY,
  username varchar(20),
  age int
);

4. SQL Foreign Key

外键是一类颇为特殊的字段，既可以像其它普通字段一样存储数据，更可以用来表示表与表之间的联系，这正是关系数据库的核心所在。

因为主键可以唯一标识一条记录，所以一张表的外键字段一般是另一张表的主键。

外键是一种约束，其语法如下：

FOREIGN KEY ([col1]) REFERENCES [table_name]([col2])

其中col1表示当前表的外键字段名，table_name是另一张数据表名称，col2表示另一张表的字段名称。

4.1 例2 创建用户积分表

请书写 SQL 语句，创建imooc_user_score表，共有 id，user_score 和 user_id 三个字段，其中 id 字段为主键且自增，user_score 表示用户积分，数据类型为整形，user_id为外键指向 imooc_user 的主键 id。

分析：

新建数据表使用 Create 指令，user_score 为基本类型字段，id 作为主键，user_id 为外键。

语句：

整理可得语句如下：

CREATE TABLE imooc_user_score
(
  id int unsigned PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  user_score int,
  user_id int unsigned,
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES imooc_user(id)
);

SQL 语句中，user_id 是 imooc_user_score 的字段，同时它也是外键，它的值来源于表 imooc_user 的 id 字段。

（MySQL）新建成功后，信息如下：

+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| Field      | Type             | Null | Key | Default | Extra          |
+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+
| id         | int(10) unsigned | NO   | PRI | <null>  | auto_increment |
| user_score | int(11)          | YES  |     | <null>  |                |
| user_id    | int(10) unsigned | YES  | MUL | <null>  |                |
+------------+------------------+------+-----+---------+----------------+

若使用 PostgreSQL，新建语句如下：

CREATE TABLE imooc_user_score
(
  id serial PRIMARY KEY,
  user_score int,
  user_id int,
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES imooc_user(id)
);

5. 小结

PostgreSQL 的整型字段不支持 unsigned 无符号，且无自增约束，但有自增数据类型 serial。
大部分场景中，主键一般都为自增字段，当然也有选择uuid作为主键的，但自增主键性能更加优异。
外键是体现数据表关系的核心功能点，但主流的外键方式却都是弱外键。