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好的！以下是对 SQL 主键（Primary Key） 的详细讲解，涵盖其核心概念、作用、实现方式及现实应用。
一、主键的界说
主键（Primary Key） 是数据库表中用于唯一标识每一行数据的一个或一组字段（列）。它的核心目标是确保数据的唯一性和完备性。
二、主键的特性
- 唯一性
- 主键的值必须在表中唯一，不能重复。
- 如果主键由多个列构成（复合主键），则这些列的组合值必须唯一。
- 非空性（NOT NULL）
- 不可变性
- 主键的值一旦创建，应尽量避免修改，以维护数据关系的稳定性。
- 高效性
- 主键通常会被自动创建索引（如聚集索引），以提高查询速率。
三、主键的作用
- 唯一标识记录
确保表中每一行数据都有唯一的标识符，避免数据重复。
- 加速数据检索
主键自动创建索引，通过主键查询数据时速率更快。
- 维护数据完备性
作为外键（Foreign Key）的引用目标，确保表之间的关联关系正确。
- 优化数据存储
在部分数据库（如 MySQL InnoDB）中，主键决定了数据的物理存储顺序。
四、主键的实现方式
1. 单列主键
用一个单独的列作为主键，最常见的方式。
示例：
- CREATE TABLE users (
- user_id INT PRIMARY KEY,
- username VARCHAR(50) NOT NULL,
- email VARCHAR(100)
- );
由多个列组合成主键，实用于单个列无法唯一标识数据的情况。
示例：
- CREATE TABLE order_items (
- order_id INT,
- product_id INT,
- quantity INT,
- PRIMARY KEY (order_id, product_id)
- );
常用于天生唯一的主键值，实用于无业务含义的署理键（Surrogate Key）。
示例（MySQL）：
- CREATE TABLE employees (
- emp_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
- emp_name VARCHAR(50)
- );
- CREATE TABLE employees (
- emp_id INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
- emp_name VARCHAR(50)
- );
使用有业务意义的字段作为主键（自然键），如身份证号、订单号等。需确保值的唯一性和稳定性。
五、主键与索引的关系
- 主键自动创建唯一索引（Unique Index）。
- 在大多数数据库中，主键默认是聚集索引（Clustered Index），即数据按主键顺序物理存储（如 MySQL InnoDB）。
- 可以手动指定为非聚集索引（如 SQL Server）。
六、主键约束（Primary Key Constraint）
主键约束是数据库强制执行的规则，确保主键的唯一性和非空性。如果插入重复值或空值，数据库会抛出错误。
七、主键的选择战略
- 署理键 vs 自然键
- 署理键：无业务意义的自增ID（如 INT AUTO_INCREMENT），保举大多数场景使用。
- 自然键：有业务意义的字段（如身份证号），需确保长期唯一性。
- 数据类型选择
- 保举使用整数类型（INT, BIGINT）作为主键，因其查询和索引效率更高。
- 避免使用长字符串（如 VARCHAR(255)）作为主键。
- 复合主键的使用场景
- 当单个列无法唯一标识记录时使用（如订单项中的 order_id + product_id）。
- 注意：复合主键可能导致外键计划更复杂。
八、主键计划的最佳实践
- 始终界说主键
即使没有明显的主键字段，也应添加署理键（如 id 列）。
- 避免频繁更新主键
修改主键会影响关联的外键和索引效率。
- 主键定名规范
保举使用 pk_表名 的格式定名主键约束，提高可读性。
示例：
- CREATE TABLE products (
- product_id INT,
- product_name VARCHAR(100),
- CONSTRAINT pk_products PRIMARY KEY (product_id)
- );
- 性能优化
- 自增主键的插入效率通常更高（顺序写入）。
- 复合主键的查询需注意最左前缀原则（Leftmost Prefix Principle）。
九、常见题目解答
Q1：主键可以为空吗？
不能！ 主键字段必须界说为 NOT NULL。
Q2：主键和唯一索引（UNIQUE）的区别？
- 主键不答应 NULL，唯一索引答应一个 NULL（取决于数据库）。
- 一张表只能有一个主键，但可以有多个唯一索引。
Q3：如何删除主键？
- ALTER TABLE table_name DROP PRIMARY KEY;
不是！自增只是天生主键的一种方式，也可手动指定值（需确保唯一）。
十、现实应用示例
场景：用户表计划
- CREATE TABLE users (
- user_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, -- 自增主键
- username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE, -- 唯一约束
- email VARCHAR(100) NOT NULL
- );
- -- 订单表
- CREATE TABLE orders (
- order_id INT PRIMARY KEY,
- order_date DATE
- );
- -- 订单项表（复合主键）
- CREATE TABLE order_items (
- order_id INT,
- product_id INT,
- quantity INT,
- PRIMARY KEY (order_id, product_id),
- FOREIGN KEY (order_id) REFERENCES orders(order_id)
- );
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