MySQL 外键(foreign key)的详解和实例

什么是外键？

在关系型数据库中，外键是用来建立两个表之间关系的工具。外键指的是一个表中的字段，它是另一个表的主键，用于建立两个表之间的关联关系。

外键可以用来确保数据的一致性，保证数据的完整性。通过外键，我们可以在多个表之间建立关系，从而方便地进行数据查询和操作。

如何使用外键？

在MySQL中使用外键需要满足以下条件：

被引用的表必须存在，而且必须至少有一个主键或唯一索引
创建外键时引用的字段必须具有相同的数据类型
如果创建外键时引用的字段是主键或唯一索引，它们的长度必须与被引用的字段完全相同
外键约束只能引用同一个数据库中的表

在使用外键之前，我们需要创建表并定义字段，然后在字段中添加外键约束。

下面是一个简单的示例，演示如何使用外键：

首先，我们创建students表和departments表：

CREATE TABLE departments (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100) NOT NULL
);

CREATE TABLE students (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100) NOT NULL,
  department_id INT,
  FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments(id)
);

在上面的代码中，我们创建了两个表：departments和students。在students表中，我们添加了一个department_id字段，并通过FOREIGN KEY关键字将其与departments表中的id字段关联起来。

INSERT INTO departments (name) VALUES ('Computer Science'), ('Mathematics'), ('Physics');

接下来，我们向departments表中插入了几条记录。

INSERT INTO students (name, department_id) VALUES ('Alice', 1), ('Bob', 2), ('Charlie', 3);

最后，我们向students表中插入了几条记录。在插入students表记录时，我们通过department_id字段与departments表中的id字段建立了关联。

SELECT students.name, departments.name
FROM students
JOIN departments ON students.department_id = departments.id;

通过上述查询语句，我们可以从students表和departments表中检索出学生姓名和对应的部门名称。使用JOIN语句可以根据外键建立的关联关系进行多表查询。

外键的作用

外键在数据库中有很多作用，下面是几个常用的作用：

1. 强制关系

通过外键，我们可以在两个表之间建立关联关系，从而强制执行数据的一致性。如果两个表之间的关系不符合外键约束，MySQL会抛出错误，防止不一致的数据被插入。

2. 数据完整性

外键可以保证数据的完整性。通过外键约束，我们可以确保关联表中的数据存在于被引用的表中。例如，在上面的示例中，students表中的department_id字段引用了departments表的id字段，这意味着只有存在于departments表中的部门才能被插入到students表中。

3. 级联操作

外键还可以实现级联更新和级联删除。通过设置外键约束的级联选项，当主表中的记录被更新或删除时，从表中对应的记录也会被更新或删除。

以下示例展示了如何设置级联操作：

CREATE TABLE orders (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  product_id INT,
  FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES products(id) ON UPDATE CASCADE ON DELETE SET NULL
);

CREATE TABLE products (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100) NOT NULL
);

在上面的代码中，我们创建了orders表和products表，并使用FOREIGN KEY关键字将orders表中的product_id字段与products表中的id字段关联起来。

在定义外键时，我们使用了ON UPDATE CASCADE和ON DELETE SET NULL选项。这意味着当products表中的记录被更新时，orders表中对应的product_id也会被更新；当products表中的记录被删除时，orders表中对应的product_id会被设置为NULL。