Создание связей по внешнему ключу
В этой статье описывается создание связей внешнего ключа в SQL Server с помощью SQL Server Management Studio или Transact-SQL. Связь создается между двумя таблицами, чтобы связать строки одной таблицы со строками другой.
Разрешения
Создание новой таблицы с внешним ключом требует разрешения CREATE TABLE в базе данных и разрешения ALTER на схему, в которой создается таблица.
Создание внешнего ключа в существующей таблице требует разрешения ALTER на таблицу.
Пределы и ограничения
Ограничение внешнего ключа не обязательно должно быть связано только с ограничением первичного ключа в другой таблице. Внешние ключи также могут быть определены, чтобы ссылаться на столбцы ограничения UNIQUE в другой таблице.
Если столбцу, имеющему ограничение внешнего ключа, задается значение, отличное от NULL, такое же значение должно существовать и в указываемом столбце. В противном случае будет возвращено сообщение о нарушении внешнего ключа. Для обеспечения проверки всех значений сложного ограничения внешнего ключа задайте параметр NOT NULL для всех столбцов, участвующих в индексе.
Ограничения FOREIGN KEY могут ссылаться только на таблицы в пределах той же базы данных на том же сервере. Межбазовую ссылочную целостность необходимо реализовать посредством триггеров. Дополнительные сведения см. в статье об инструкции CREATE TRIGGER.
Ограничения FOREIGN KEY могут ссылаться на другие столбцы той же таблицы и считаются ссылками на себя.
Ограничение FOREIGN KEY, определенное на уровне столбцов, может содержать только один ссылочный столбец. Этот столбец должен принадлежать к тому же типу данных, что и столбец, для которого определяется ограничение.
Ограничение FOREIGN KEY, определенное на уровне таблицы, должно содержать такое же число ссылочных столбцов, какое содержится в списке столбцов в ограничении. Тип данных каждого ссылочного столбца должен также совпадать с типом соответствующего столбца в списке столбцов.
Компонент Database Engine не имеет предопределенного ограничения на число ограничений FOREIGN KEY, которые могут содержаться в таблице, ссылающейся на другие таблицы. Компонент Database Engine также не ограничивает число ограничений FOREIGN KEY, принадлежащих другим таблицам, которые ссылаются на определенную таблицу. Но фактическое количество используемых ограничений FOREIGN KEY ограничивается конфигурацией оборудования, базы данных и приложения. Максимальное количество таблиц и столбцов, на которые может ссылаться таблица в качестве внешних ключей (исходящих ссылок), равно 253. SQL Server 2016 (13.x); и последующие версии увеличивает ограничение на количество других таблиц и столбцов, которые могут ссылаться на столбцы в одной таблице (входящие ссылки), с 253 до 10 000. (Требуется уровень совместимости не менее 130.) Увеличение имеет следующие ограничения:
- Превышение 253 ссылок на внешние ключи поддерживается только для операций DELETE и UPDATE DML. Операции MERGE не поддерживаются.
- Таблица со ссылкой внешнего ключа на саму себя по-прежнему ограничена 253 ссылками на внешние ключи.
- Превышение числа в 253 ссылки на внешние ключи в настоящее время недоступно для индексов columnstore, оптимизированных для памяти таблиц или Stretch Database.
Ограничения FOREIGN KEY не применяются к временным таблицам.
Если внешний ключ определен на столбце определяемого пользователем типа данных CLR, реализация этого типа должна поддерживать двоичную сортировку. Дополнительные сведения об определяемых пользователем типах данных CLR см. в разделе Определяемые пользователем типы данных CLR.
Столбец типа varchar(max) может участвовать в ограничении FOREIGN KEY только при условии, что первичный ключ, на который он ссылается, также имеет тип данных varchar(max) .
Создание связи по внешнему ключу в конструкторе таблиц
Использование SQL Server Management Studio
В обозревателе объектов щелкните правой кнопкой мыши таблицу, которая будет содержать внешний ключ для связи, и выберите пункт Конструктор.
В меню конструктора таблиц выберите Связи. (См. меню Конструктор таблиц в заголовке или щелкните правой кнопкой мыши пустое место определения таблицы и выберите Связи.)
В диалоговом окне Связи внешнего ключа нажмите кнопку Добавить.
Связь отображается в списке «Выбранные связи» с именем, предоставленным системой, в формате FK_<tablename_<tablename>>, где имя первой таблицы является именем таблицы внешнего ключа, а вторая — именем таблицы первичного ключа. Это просто принятое по умолчанию и распространенное соглашение об именах для поля (Name) объекта внешнего ключа.
Выберите нужную связь в списке Выбранные связи.
Выберите Спецификация таблиц и столбцов в сетке справа и нажмите кнопку с многоточием ( … ) справа от свойства.
В диалоговом окне Таблицы и столбы в раскрывающемся списке Первичный ключ выберите таблицу, которая будет находиться на стороне первичного ключа связи.
В сетке внизу выберите столбцы, составляющие первичный ключ таблицы. В соседней ячейке сетки справа от каждого столбца выберите соответствующий столбец внешнего ключа таблицы внешнего ключа.
Конструктор таблиц автоматически предлагает имя для связи. Чтобы его изменить, отредактируйте содержимое текстового поля Имя связи .
Нажмите кнопку OК , чтобы создать связь.
Закройте окно конструктора таблиц и сохраните внесенные изменения, чтобы изменения связи внешнего ключа вступили в силу.
Как сделать внешний ключ в базе данных
Внешние ключи позволяют установить связи между таблицами. Внешний ключ устанавливается для столбцов из зависимой, подчиненной таблицы, и указывает на один из столбцов из главной таблицы. Как правило, внешний ключ указывает на первичный ключ из связанной главной таблицы.
Общий синтаксис установки внешнего ключа на уровне таблицы:
Для создания ограничения внешнего ключа после FOREIGN KEY указывается столбец таблицы, который будет представляет внешний ключ. А после ключевого слова REFERENCES указывается имя связанной таблицы, а затем в скобках имя связанного столбца, на который будет указывать внешний ключ. После выражения REFERENCES идут выражения ON DELETE и ON UPDATE , которые задают действие при удалении и обновлении строки из главной таблицы соответственно.
Например, определим две таблицы и свяжем их посредством внешнего ключа:
В данном случае определены таблицы Customers и Orders. Customers является главной и представляет клиента. Orders является зависимой и представляет заказ, сделанный клиентом. Таблица Orders через столбец CustomerId связана с таблицей Customers и ее столбцом Id. То есть столбец CustomerId является внешним ключом, который указывает на столбец Id из таблицы Customers.
С помощью оператора CONSTRAINT можно задать имя для ограничения внешнего ключа:
ON DELETE и ON UPDATE
С помощью выражений ON DELETE и ON UPDATE можно установить действия, которые выполняются соответственно при удалении и изменении связанной строки из главной таблицы. В качестве действия могут использоваться следующие опции:
CASCADE : автоматически удаляет или изменяет строки из зависимой таблицы при удалении или изменении связанных строк в главной таблице.
SET NULL : при удалении или обновлении связанной строки из главной таблицы устанавливает для столбца внешнего ключа значение NULL . (В этом случае столбец внешнего ключа должен поддерживать установку NULL)
RESTRICT : отклоняет удаление или изменение строк в главной таблице при наличии связанных строк в зависимой таблице.
NO ACTION : то же самое, что и RESTRICT .
SET DEFAULT : при удалении связанной строки из главной таблицы устанавливает для столбца внешнего ключа значение по умолчанию, которое задается с помощью атрибуты DEFAULT. Несмотря на то, что данная опция в принципе доступна, однако движок InnoDB не поддерживает данное выражение.
Каскадное удаление
Каскадное удаление позволяет при удалении строки из главной таблицы автоматически удалить все связанные строки из зависимой таблицы. Для этого применяется опция CASCADE :
Подобным образом работает и выражение ON UPDATE CASCADE . При изменении значения первичного ключа автоматически изменится значение связанного с ним внешнего ключа. Однако поскольку первичные ключи изменяются очень редко, да и с принципе не рекомендуется использовать в качестве первичных ключей столбцы с изменяемыми значениями, то на практике выражение ON UPDATE используется редко.
Установка NULL
При установки для внешнего ключа опции SET NULL необходимо, чтобы столбец внешнего ключа допускал значение NULL:
Sysadminium
Из статьи вы узнаете, что такое первичный и внешний ключ в SQL. Зачем они нужны и как их использовать. Я покажу на практике как их использовать в PostgreSQL.
Теория
Первичный ключ это одно или несколько полей в таблице. Он необходим для уникальной идентификации любой строки. Первичный ключ накладывает некоторые ограничения:
- Все записи относящиеся к первичному ключу должны быть уникальны. Это означает, что если первичный ключ состоит из одного поля, то все записи в нём должны быть уникальными. А если первичный ключ состоит из нескольких полей, то комбинация этих записей должна быть уникальна, но в отдельных полях допускаются повторения.
- Записи в полях относящихся к первичному ключу не могут быть пустыми. Это ограничение в PostgreSQL называется not null.
- В каждой таблице может присутствовать только один первичный ключ.
К первичному ключу предъявляют следующее требование:
- Первичный ключ должен быть минимально достаточным. То есть в нем не должно быть полей, удаление которых из первичного ключа не отразится на его уникальности. Это не обязательное требование но желательно его соблюдать.
Первичный ключ может быть:
- естественным – существует в реальном мире, например ФИО, или номер и серия паспорта;
- суррогатным – не существует в реальном мире, например какой-то порядковый номер, который существует только в базе данных.
Я сам не имею большого опыта работы с SQL, но в книгах пишут что лучше использовать естественный первичный ключ. Почему именно так, я пока ответить не смогу.
Связь между таблицами
Первостепенная задача первичного ключа – это уникальная идентификация каждой строки. Но первичный ключ может решить ещё одну задачу. В базе данных есть возможность связывания нескольких таблиц. Для такой связи используют первичный и внешний ключ sql. В одной из таблиц создают внешний ключ, который ссылается на поля другой таблицы. Но внешний ключ не может ссылаться на любые поля другой таблицы, а может ссылаться только на определённые:
- эти поля должны присутствовать и в ссылающейся таблице и в той таблице на которую он ссылается;
- ссылается внешний ключ из одной таблицы обычно на первичный ключ другой таблицы.
Например, у вас есть таблица “Ученики” (pupils) и выглядит она следующим образом:
| ФИО full_name |
Возраст age |
Класс class |
| Иванов Иван Иванович | 15 | 9А |
| Сумкин Фёдор Андреевич | 15 | 9А |
| Петров Алексей Николаевич | 14 | 8Б |
| Булгаков Александр Геннадьевич | 14 | 8Б |
Таблица pupils
И есть таблица “Успеваемость” (evaluations):
| Предмет item |
ФИО full_name |
Оценка evaluation |
| Русский язык | Иванов Иван Иванович | 4 |
| Русский язык | Петров Алексей Николаевич | 5 |
| Математика | Булгаков Александр Геннадьевич | 3 |
| Литература | Сумкин Фёдор Андреевич | 5 |
Таблица evaluations
В обоих таблицах есть одинаковое поле: ФИО. При этом в таблице “Успеваемость” не может содержаться ФИО, которого нет в таблице “ Ученики“. Ведь нельзя поставить ученику оценку, которого не существует.
Первичным ключом в нашем случае может выступать поле “ФИО” в таблице “ Ученики“. А внешним ключом будет “ФИО” в таблице “Успеваемость“. При этом, если мы удаляем запись о каком-то ученике из таблицы “Ученики“, то все его оценки тоже должны удалиться из таблицы “Успеваемость“.
Ещё стоит заметить что первичный ключ в PostgreSQL автоматически создает индекс. Индекс ускоряет доступ к строкам таблицы и накладывает ограничение на уникальность. То есть двух Ивановых Иванов Ивановичей у нас не может существовать. Чтобы это обойти можно использовать:
- составной первичный ключ – например, в качестве первичного ключа взять два поля: ФИО и Класс;
- суррогатный первичный ключ – в таблице “Ученики” добавить поле “№ Ученика” и сделать это поле первичным ключом;
- добавить более уникальное поле – например, можно использовать уникальный номер зачетной книжки и использовать новое поле в качестве первичного ключа;
Теперь давайте попробуем создать эти две таблички и попробуем с ними поработать.
Практика
Создадим базу данных school и подключимся к ней. Затем создадим таблицу pupils. Про создание таблиц я уже писал тут, а про типы данных тут. Затем посмотрим на табличку с помощью команды \d:
Как вы могли заметить, первичный ключ создаётся с помощью конструкции PRIMARY KEY (имя_поля) в момент создания таблицы.
Вывод команды \d нам показал, что у нас в таблице есть первичный ключ. А также первичный ключ сделал два ограничения:
- поле full_name, к которому относится первичный ключ не может быть пустым, это видно в колонки Nullable – not null;
- для поля full_name был создан индекс pupils_pkey с типом btree. Про типы индексов и про сами индексы расскажу в другой статье.
Индекс в свою очередь наложил ещё одно ограничение – записи в поле full_name должны быть уникальны.
Следующим шагом создадим таблицу evaluations:
В этом случае из вывода команды \d вы увидите, что создался внешний ключ (Foreign-key), который относится к полю full_name и ссылается на таблицу pupils.
Внешний ключ создается с помощью конструкции FOREIGN KEY (имя_поля) REFERENCES таблица_на_которую_ссылаются.
Создавая внешний ключ мы дополнительно указали опцию ON DELETE CASCADE. Это означает, что при удалении строки с определённым учеником в таблице pupils, все строки связанные с этим учеником удалятся и в таблице evaluations автоматически.
Заполнение таблиц и работа с ними
Заполним таблицу “pupils“:
Заполним таблицу “evaluations“:
А теперь попробуем поставить оценку не существующему ученику:
Как видите, мы получили ошибку. Вставлять (insert) или изменять (update) в таблице evaluations, в поле full_name можно только те значения, которые есть в этом же поле в таблице pupils.
Теперь удалим какого-нибудь ученика из таблицы pupils:
И посмотрим на строки в таблице evaluations:
Как видно, строка с full_name равная ‘Иванов Иван Иванович’ тоже удалилась. Если бы у Иванова было бы больше оценок, они всё равно бы все удалились. За это, если помните отвечает опция ON DELETE CASCADE.
Попробуем теперь создать ученика с точно таким-же ФИО, как у одного из существующих:
Ничего не вышло, так как такая запись уже существует в поле full_name, а это поле у нас имеет индекс. Значит значения в нём должны быть уникальные.
Составной первичный ключ
Есть большая вероятность, что в одной школе будут учиться два ученика с одинаковым ФИО. Но меньше вероятности что эти два ученика будут учиться в одном классе. Поэтому в качестве первичного ключа мы можем взять два поля, например full_name и class.
Давайте удалим наши таблички и создадим их заново, но теперь создадим их используя составной первичный ключ:
Как вы могли заметить, разница не большая. Мы должны в PRIMARY KEY указать два поля вместо одного. И в FOREIGN KEY точно также указать два поля вместо одного. Ну и не забудьте в таблице evaluations при создании добавить поле class, так как его там в предыдущем варианте не было.
Теперь посмотрим на структуры этих таблиц:
Первичный ключ в таблице pupils уже состоит из двух полей, поэтому внешний ключ ссылается на эти два поля.
Теперь мы можем учеников с одинаковым ФИО вбить в нашу базу данных, но при условии что они будут учиться в разных классах:
И также по второй таблице:
Удаление таблиц
Кстати, удалить таблицу, на которую ссылается другая таблица вы не сможете:
Поэтому удалим наши таблицы в следующем порядке:
Либо мы могли удалить каскадно таблицу pupils вместе с внешним ключом у таблицы evaluations:
Как видно из примера, после каскадного удаления у нас вместе с таблицей pupils удался внешний ключ в таблице evaluations.
Создание связи в уже существующих таблицах
Выше я постоянно создавал первичный и внешний ключи при создании таблицы. Но их можно создавать и для существующих таблиц.
Вначале удалим оставшуюся таблицу:
И сделаем таблицы без ключей:
Теперь создадим первичный ключ в таблице pupils:
И создадим внешний ключ в таблице evaluations:
Посмотрим что у нас получилось:
В этой статье я рассказал про первичный и внешний ключ sql. А также продемонстрировал, как можно создать связанные между собой таблицы и как создать связь между уже существующими таблицами. Вы узнали, какие ограничения накладывает первичный ключ и какие задачи он решает. И вдобавок, какие требования предъявляются к нему. Вместе с тем я показал вам как работать с составным первичным ключом.