mysql的约束、索引、范式

点点圈 提交于 2019-12-06 08:38:08

约束

  • 表或列的primary key,unique,not null等修饰符常常被称作约束(constraint)

  • 主要作用:是数据库用来提高数据质量和保证数据完整性的一套机制,是表定义(DDL语句)的一部分

  • 约束主要包括:

    • 非空约束 (not null)
    • 唯一性约束 (unique)
    • 主键约束 (primary key)
    • 外键约束 (foreign key)
  • 约束的定义方式

    • 创建表时定义

      • 列级别定义
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      • 表级别定义

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    • 修改表时进行追加定义

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  • 约束的查看

    • 使用desc查看列属性查看约束

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    • 使用show create 命令查看

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    • 使用show index命令查看(无法查看not null 约束)

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  • 非空约束(not null)

    • 用于确保其所在列的值不能为空值null,允许有多个列设置非空约束

    • 只有列级定义和追加定义

    • 列级定义

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    • 追加定义

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    • 非空约束的删除(将其改回为null)

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  • 惟一约束(unique)

    • 列字段中不允许有重复值,但是可以有空值,允许有多个列设置惟一约束

    • 也被称为惟一索引(其他数据库管理系统略有不同)

    • 列级定义

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    • 表级定义

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    • 追加定义

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    • 删除惟一约束

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  • 主键约束(primary key)

    • 主键列中不允许有重复值,也不可以有空值

    • 一个表中只能有一个主键约束,但一个主键约束可以包含多个列

    • 定义主键时会同时为主键创建唯一性索引

    • 列级定义

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    • 表级定义

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    • 追加定义

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    • 删除主键约束

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  • 外键约束(foreign key)

    • 外键约束引用主键构成完整性约束,外键允许有空值,不允许存在对应主键约束的列所有数值以外的其它值

    • 外键可以同时创建多个

    • 创建外键约束时,MySQL自动创建非唯一性索引

    • 表级别定义

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      先定义作为关联的主键表

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      或使用constraint为外键指定名字

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      定义外键表指定外键为主键表中的主键

    • 追加定义

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    • 删除外键

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索引

  • 索引是一种可以让SELECT语句提高效率的一种数据结构,类似书籍的目录、图书分类号等

  • 索引要占用额外磁盘存储空间

  • 索引的优点

    • 某些情况下使SELECT语句大幅提高效率,合适的索引可以优化MySQL服务器的查询性能,从而起到优化MySQL的作用
  • 索引的缺点

    • 表行数据的变化(insert, update, delete),建立在表列上的索引也会自动维护,一定程度上会使DML操作变慢;索引会占用磁盘额外的存储空间
  • 索引的类型

    • FULLTEXT
      • 即为全文索引,目前只有MyISAM引擎支持。其可以在CREATE TABLE ,ALTER TABLE ,CREATE INDEX 使用,不过目前只有 CHAR、VARCHAR ,TEXT 列上可以创建全文索引。
      • 全文索引并不是和MyISAM一起诞生的,它的出现是为了解决WHERE name LIKE “%word%"这类针对文本的模糊查询效率较低的问题。
    • HASH
      • 由于HASH的唯一性(几乎100%的唯一)及类似键值对的形式,很适合作为索引
      • HASH索引可以一次定位,不需要像树形索引那样逐层查找,因此具有极高的效率。但是,这种高效是有条件的,即只在“=”和“in”条件下高效,对于范围查询、排序及组合索引仍然效率不高。
    • BTREE
      • BTREE索引就是一种将索引值按一定的算法,存入一个树形的数据结构中(二叉树),每次查询都是从树的入口root开始,依次遍历node,获取leaf。这是MySQL里默认和最常用的索引类型。
    • RTREE
      • RTREE在MySQL很少使用,仅支持geometry数据类型,支持该类型的存储引擎只有MyISAM、BDb、InnoDb、NDb、Archive几种。
      • 相对于BTREE,RTREE的优势在于范围查找
  • 索引分类

    • 普通索引:加速查询
    • 唯一索引:加速查询 、列值唯一、列值允许为空
    • 主键索引:加速查询 、列值唯一、列值不允许为空且表中只允许出现一个主键索引
    • 组合索引:多列值组成一个索引,专门用于组合搜索,其效率大于索引合并
    • 全文索引:对文本的内容进行分词,进行搜索
  • 按照存储方式分类

    • 聚集索引 clustered index:索引与表数据存放在一起(主键索引为聚集索引)
    • 非聚集索引 non-clustered index :索引页与表页分离,索引占用额外磁盘空间
  • 创建索引

    • 语法结构如下:

      CREATE INDEX index_name ON table_name(col_name); #创建普通索引
      CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(col_name); #创建唯一索引
      CREATE INDEX index_name ON table_name(col_name1,col_name2); #创建普通组合索引
      CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(col_name1,col_name2); #创建唯一组合索引
      #注:index_name必须唯一
    • 建表时添加索引
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    • 追加索引
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      或追加组合索引
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  • 查看索引

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  • 删除索引

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    注:第一种删除方法为mysql‘特有的,第二种为通用方法

  • 注意事项:

    • 主键约束会自动创建索引,主键索引是聚集索引,索引中不能有重复值
    • 对于外键约束MySQL也会自动创建索引,外键约束的索引是非聚集索引,默认是非唯一索引(因为外键列可以有重复值)
    • 对于唯一性约束MySQL也会自动创建索引,唯一性约束的索引是唯一性索引
    • 一个表只能有一个主键约束(因为主键索引是聚集索引,索引值和对应表行数据存放在一起而且按照索引值的顺序存放;同一时刻只能有一种排序方式),但是可以给主键列之外的列添加多个非空+唯一性约束(效果等同于主键约束)

数据库范式

  • 设计关系数据库时,遵从不同的规范要求,设计出合理的关系型数据库,这些不同的规范要求被称为不同的范式,各种范式呈递次规范,越高的范式数据库冗余越小
  • 范式的分类
    • 第一范式(1NF)
    • 第二范式(2NF)
    • 第三范式(3NF)
    • 巴斯-科德范式(BCNF)
    • 第四范式(4NF)
    • 第五范式(5NF,又称完美范式)
  • 一般来说,数据库只需满足第三范式(3NF)
  • 第一范式
    • 数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项(原子性)
    • 即:表中不能有性质相同的重复列
  • 第二范式
    • 必须满足第一范式
    • 表中非主键列都完全依赖于主键列,表中的每一列都和主键相关,而不能只与主键的某一部分相关
    • 消除非主键列对主键列的部分依赖
  • 第三范式
    • 必须满足第二范式
    • 所有非主键列对非主键列不存在依赖,即表中的每一列数据都和主键直接相关,而不能间接相关
    • 消除传递依赖
  • 表之间的关系
    • 一对一:如学生与学号即为一对一的关系,一个学生只有一个学号
    • 一对多:如班级与学生的关系就是一对多,一个班级对应多个学生
    • 多对多:课程与学生的关系即为多对多的关系,每门课程有多名学生选择,每个学生需要选择多门课程
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