Fremdschlüsselbeziehungen erstellen und verwalten

Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie Fremdschlüsselbeziehungen in Ihrer Datenbank verwalten.

Ein Fremdschlüssel ist eine Spalte, die von Tabellen gemeinsam genutzt wird, um einen Verknüpfung zwischen verwandten Daten. Wenn Sie einen Fremdschlüssel verwenden, stellt Spanner sicher, dass diese Beziehung aufrechterhalten wird.

Das folgende Diagramm zeigt ein einfaches Datenbankschema, bei dem Daten in einer Tabelle Beziehung zu Daten in einer anderen Tabelle.

Abbildung 1. Diagramm einer Auftragsverarbeitungsdatenbank

Das in Abbildung 1 gezeigte Schema enthält drei Tabellen:

• In der Tabelle Customers werden die Namen jedes Kunden aufgezeichnet.
• Die Tabellen Orders verfolgen alle Bestellungen.
• In der Tabelle Products werden die Produktinformationen für jedes Produkt gespeichert.

Zwischen diesen Tabellen gibt es zwei Fremdschlüsselbeziehungen:

• Zwischen der Tabelle Orders und der Tabelle Customers wird eine Fremdschlüsselbeziehung definiert, um sicherzustellen, dass eine Bestellung nur dann angelegt werden kann, wenn eine entsprechender Kunde vorhanden ist.

• Eine Fremdschlüsselbeziehung zwischen der Tabelle Orders und der Tabelle Products stellt sicher, dass keine Bestellung für ein nicht vorhandenes Produkt erstellt werden kann.

Anhand des vorherigen Schemas werden in diesem Thema die CONSTRAINT-Anweisungen der Datendefinitionssprache (DDL) erläutert, mit denen Sie Beziehungen zwischen Tabellen in einer Datenbank verwalten können.

Fremdschlüssel beim Erstellen einer neuen Tabelle hinzufügen

Angenommen, Sie haben in Ihrer einfachen Datenbank für Produktbestellungen eine Tabelle vom Typ Customers erstellt. Sie benötigen jetzt eine Orders-Tabelle, um Informationen zum der Kundschaft. Damit alle Bestellungen gültig sind, darf das System nur dann Zeilen in die Tabelle Orders einfügen, wenn es auch einen übereinstimmenden Eintrag in der Tabelle Customers gibt. Daher benötigen Sie einen Fremdschlüssel, um eine Beziehung zwischen den beiden Tabellen herzustellen. Eine Möglichkeit besteht darin, CustomerID in die neue Tabelle und verwenden sie als Fremdschlüssel, um einen Beziehung zur Spalte CustomerID in der Tabelle Customers.

Wenn Sie eine neue Tabelle mit einem Fremdschlüssel erstellen, verwenden Sie REFERENCE, um eine Beziehung zu einer anderen Tabelle herzustellen. Tabelle die die REFERENCE-Anweisung enthält, wird als Verweistabelle bezeichnet. Die in der REFERENCE-Anweisung angegebene Tabelle ist die Referenztabelle. Die Spalte der in der REFERENCE-Anweisung angegeben ist, wird als Verweis-Spalte bezeichnet.

Im folgenden Beispiel wird gezeigt, wie Sie mit der DDL-Anweisung CREATE TABLE die Tabelle Orders mit einer Fremdschlüsseleinschränkung erstellen, die auf CustomerID in der Tabelle Customers verweist.

GoogleSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID INT64 NOT NULL,
  CustomerID INT64 NOT NULL,
  Quantity INT64 NOT NULL,
  ProductID INT64 NOT NULL,
  CONSTRAINT FK_CustomerOrder FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers (CustomerID)
) PRIMARY KEY (OrderID);

PostgreSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID BIGINT NOT NULL,
  CustomerID BIGINT NOT NULL,
  Quantity BIGINT NOT NULL,
  ProductID BIGINT NOT NULL,
  CONSTRAINT FK_CustomerOrder FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers (CustomerID),
  PRIMARY KEY (OrderID)
);

Die vorherige Anweisung enthält eine CONSTRAINT-Klausel mit Eigenschaften:

• Mit der CONSTRAINT-Syntax können Sie eine Einschränkung benennen und so leichter den ausgewählten Namen verwenden.

• Die Einschränkung hat den Namen FK_CustomerOrder. Einschränkungsnamen gelten für und muss innerhalb des Schemas eindeutig sein.

• Die Tabelle Orders, für die Sie die Einschränkung definieren, ist der auf die Tabelle verweisen. Die Tabelle Customers ist die referenzierte Tabelle.

• Die Referenzspalte in der Referenztabelle ist CustomerID. Sie verweist auf das Feld CustomerID in der Tabelle Customers. Wenn jemand versucht, eine Zeile in Orders mit einem CustomerID einzufügen, der in Customers nicht vorhanden ist, schlägt das Einfügen fehl.

Hinweis: Häufig entsprechen die Referenzspalten der Referenztabelle den Primärschlüsselspalten. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Eine Referenztabelle kann auch auf nicht primäre Spalten einer Referenztabelle verweisen.

Das folgende Beispiel zeigt eine alternative Anweisung zum Erstellen einer Tabelle. Hier wird die Fremdschlüsseleinschränkung ohne Namen definiert. Wenn Sie diese Syntax verwenden, generiert Spanner einen Namen für Sie. Informationen zum Ermitteln der Namen aller Fremdschlüssel finden Sie unter Eigenschaften einer Fremdschlüsselbeziehung ansehen.

GoogleSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID INT64 NOT NULL,
  CustomerID INT64 NOT NULL,
  ProductID INT64 NOT NULL,
  FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers (CustomerID)
) PRIMARY KEY (OrderID);

PostgreSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID BIGINT NOT NULL,
  CustomerID BIGINT NOT NULL,
  Quantity BIGINT NOT NULL,
  ProductID BIGINT NOT NULL,
  FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers (CustomerID),
  PRIMARY KEY (OrderID)
);

Fremdschlüssel einer vorhandenen Tabelle hinzufügen

Achten Sie außerdem darauf, dass Kunden nur Produkte bestellen können, die existieren. Löschen Sie zuerst die vorhandene Einschränkung. Dann können Sie ALTER TABLE, um der Tabelle Orders eine weitere Fremdschlüsseleinschränkung hinzuzufügen: wie im Folgenden dargestellt:

ALTER TABLE Orders
  ADD CONSTRAINT DB_ProductOrder FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products (ProductID);

Die Referenzspalte in Orders ist ProductID und verweist auf die Spalte ProductID in Produkten. Auch hier gilt: Wenn Cloud Spanner Sie die Namen -Einschränkungen, verwenden Sie die folgende Syntax:

ALTER TABLE Orders
  ADD FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products (ProductID);

Beim Erstellen einer neuen Tabelle einen Fremdschlüssel mit einer Löschaktion hinzufügen

Denken Sie an das vorherige Beispiel, in dem Sie eine Customers-Tabelle in einer Datenbank für Produktbestellungen haben, für die eine Orders-Tabelle erforderlich ist. Sie möchten eine Fremdschlüsseleinschränkung hinzufügen, die auf die Tabelle Customers verweist. Sie möchten jedoch dafür sorgen, dass beim Löschen eines Kundeneintrags in Zukunft auch alle Bestellungen für diesen Kunden gelöscht werden. In diesem Fall verwenden Sie die Methode ON DELETE CASCADE-Aktion mit der Fremdschlüsseleinschränkung.

Die folgende CREATE TABLE-DDL-Anweisung für die Tabelle Orders enthält die Fremdschlüsseleinschränkung, die mit einer ON DELETE CASCADE-Aktion auf die Tabelle Customers verweist.

GoogleSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID INT64 NOT NULL,
  CustomerID INT64 NOT NULL,
  Quantity INT64 NOT NULL,
  ProductID INT64 NOT NULL,
  CONSTRAINT FK_CustomerOrder FOREIGN KEY (CustomerID)
    REFERENCES Customers (CustomerID) ON DELETE CASCADE
) PRIMARY KEY (OrderID);

PostgreSQL

CREATE TABLE Orders (
  OrderID BIGINT NOT NULL,
  CustomerID BIGINT NOT NULL,
  Quantity BIGINT NOT NULL,
  ProductID BIGINT NOT NULL,
  FOREIGN KEY (CustomerID)
    REFERENCES Customers (CustomerID) ON DELETE CASCADE,
  PRIMARY KEY (OrderID)
);

Die vorherige Anweisung enthält eine Fremdschlüsseleinschränkung mit einem ON DELETE CASCADE-Klausel angegeben werden. Die Spalte CustomerID ist ein Fremdschlüssel, der verweist auf das Feld CustomerID in der Tabelle Customers. Das bedeutet, dass jeder CustomerID-Wert in der Orders-Tabelle auch in der Customers-Tabelle vorhanden sein muss. Wenn jemand versucht, eine Zeile aus der Tabelle Customers zu löschen, werden in derselben Transaktion auch alle Zeilen in der Tabelle Orders gelöscht, die auf den gelöschten CustomerID-Wert verweisen.

Hinweis: Wenn Sie keine Aktion für den Fremdschlüssel angeben, ist die Standardaktion NO ACTION. Wenn also jemand versucht, eine Zeile aus der Tabelle Customers enthält und es gibt Zeilen in Tabelle Orders, die auf den gelöschten CustomerID-Wert hat, schlägt der Löschvorgang mit einem Fremdschlüssel fehl Fehler aufgrund eines Einschränkungsverstoßes.

Einer vorhandenen Tabelle einen Fremdschlüssel mit einer Löschaktion hinzufügen

Außerdem sollen Aufträge nur für vorhandene Produkte erstellt werden können. Mit ALTER TABLE können Sie der Tabelle „orders“ eine weitere Fremdschlüsseleinschränkung mit der Aktion ON DELETE CASCADE hinzufügen. Gehen Sie dazu so vor:

ALTER TABLE Orders
  ADD CONSTRAINT DB_ProductOrder FOREIGN KEY (ProductID)
    REFERENCES Products (ProductID) ON DELETE CASCADE;

Wenn Sie eine Zeile aus der Tabelle Products löschen, werden alle Zeilen in der Tabelle Orders gelöscht, die auf den gelöschten ProductID-Wert verweisen.

Hinweis: Das Hinzufügen oder Löschen einer Fremdschlüsselaktion für eine vorhandene Fremdschlüsseleinschränkung wird nicht unterstützt. Sie müssen eine neue Fremdschlüsseleinschränkung mit einer Aktion hinzufügen. Weitere Informationen finden Sie unter Schemaänderungen mit langer Ausführungszeit.

Daten über Fremdschlüsselbeziehungen abfragen

SELECT * FROM Orders
  INNER JOIN Customers ON Orders.CustomerID = Customers.CustomerID
  INNER JOIN Products ON Orders.ProductsID = Products.ProductID;

Beispiele dafür, wie Spanner die referenzielle Integrität wahrt

Der Hauptgrund für das Hinzufügen von Fremdschlüsselbeziehungen besteht darin, dass Spanner die referenzielle Integrität von Ihre Daten. Wenn Sie Daten so ändern, dass eine Einschränkung für einen Fremdschlüssel aufgehoben wird, schlägt die Aktualisierung mit einem Fehler fehl.

Betrachten Sie die Daten in Abbildung 2. Einige Kunden haben Produkte bestellt, wie in der Tabelle "Bestellungen" angegeben. Aufgrund der vorhandenen Fremdschlüssel garantiert, dass die in die Tabelle Orders eingefügten Daten referenzielle Integrität.

Abbildung 2. Beispieldaten in unserer Bestelldatenbank.

Die folgenden Beispiele zeigen, was passiert, wenn Sie versuchen, die Daten in einem die referenzielle Integrität beeinträchtigen würde.

• Fügen Sie der Tabelle Orders eine Zeile mit einem CustomerID-Wert hinzu, der nicht existiert in Customers

  Was passiert, wenn Sie anhand der Beispieldaten aus dem vorherigen Diagramm die folgende Änderung vorzunehmen versuchen?

  INSERT INTO Orders (OrderID, ProductID, Quantity, CustomerID)
    VALUES (19, 337876, 4, 447);
  

  In diesem Fall würde das System versuchen, eine Zeile in Orders mit einer CustomerID (447) einzufügen, die in der Tabelle Customers nicht vorhanden ist. Wenn das System dies tun würde, hätten Sie in Ihrem System eine ungültige Bestellung. Mit dem Parameter Fremdschlüsseleinschränkung, die Sie der Tabelle Orders hinzugefügt haben, ist Ihre Tabelle geschützt sind. Das INSERT schlägt mit der folgenden Meldung fehl, vorausgesetzt, die Beschränkung heißt FK_CustomerOrder.

  Foreign key constraint `FK_CustomerOrder` is violated on table `Orders`.
  Cannot find referenced values in Customers(CustomerID).
  

• Es wird versucht, eine Zeile aus der Tabelle Customers zu löschen, wenn auf den Kunden in einer Fremdschlüsseleinschränkung verwiesen wird.

  Stellen Sie sich eine Situation vor, in der ein Kunde Ihr Online-Shop-Abo kündigt. Da Sie den Kunden aus Ihrem Backend entfernen möchten, versuchen Sie Folgendes: .

  DELETE FROM Customers WHERE CustomerID = 721;
  

  In diesem Beispiel erkennt Spanner über die Einschränkung für Fremdschlüssel, dass in der Tabelle Orders weiterhin Datensätze vorhanden sind, die auf die zu löschende Kundenzeile verweisen. In diesem Fall wird der folgende Fehler angezeigt.

  Foreign key constraint violation when deleting or updating referenced row(s): referencing row(s) found in table `Orders`.

  Zur Behebung dieses Problems löschen Sie zuerst alle Verweise auf Orders. Sie können den Fremdschlüssel auch mit der Aktion ON DELETE CASCADE definieren, damit Spanner das Löschen der verweisenden Einträge übernimmt.

Eigenschaften einer Fremdschlüsselbeziehung anzeigen

Das INFORMATION_SCHEMA von Spanner enthält Informationen zu Fremdschlüsseln und ihren Sicherungsindizes. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Fragen, die Sie durch Abfragen des INFORMATION SCHEMA beantworten können.

Weitere Informationen zum Sichern von Indizes finden Sie unter Sicherungsindex für Fremdschlüssel.

Welche Einschränkungen sind in meiner Datenbank definiert?

SELECT tc.CONSTRAINT_NAME, tc.TABLE_NAME, tc.CONSTRAINT_TYPE
FROM INFORMATION_SCHEMA.TABLE_CONSTRAINTS as tc
WHERE tc.CONSTRAINT_TYPE = 'FOREIGN KEY';

Welche Fremdschlüssel sind in meiner Datenbank definiert?

SELECT rc.CONSTRAINT_NAME, rc.UNIQUE_CONSTRAINT_NAME, rc.SPANNER_STATE
FROM INFORMATION_SCHEMA.REFERENTIAL_CONSTRAINTS as rc;

Welche Indexe sind sekundäre Indexe für Fremdschlüssel, die auch als Sicherungsindexe bezeichnet werden?

Fremdschlüssel-Sicherungsindexe werden von Spanner verwaltet , sodass die Abfrage für SPANNER_IS_MANAGED in der INDEXES-Ansicht alle Sicherungsindexe zurückgibt.

SELECT i.TABLE_NAME, i.INDEX_NAME, i.INDEX_TYPE, i.INDEX_STATE,
  i.IS_UNIQUE, i.IS_NULL_FILTERED, i.SPANNER_IS_MANAGED
FROM INFORMATION_SCHEMA.INDEXES as i
WHERE SPANNER_IS_MANAGED = 'YES';

Was ist die referenzielle Aktion, die mit der Fremdschlüsseleinschränkung definiert ist?

SELECT rc.CONSTRAINT_NAME, rc.UNIQUE_CONSTRAINT_NAME, rc.DELETE_RULE,
  rc.UPDATE_RULE
FROM INFORMATION_SCHEMA.REFERENTIAL_CONSTRAINTS as rc;

Weitere Informationen finden Sie im Informationsschema.

Fremdschlüsselbeziehung entfernen

Die folgende DDL löscht eine Fremdschlüsseleinschränkung aus der Tabelle Orders.

ALTER TABLE Orders
  DROP CONSTRAINT FK_CustomerOrder;

Die Fremdschlüssel-Sicherungsindexe werden automatisch entfernt, wenn die Beschränkung selbst verworfen wird.

Unterstützung von komplexeren Fremdschlüsselbeziehungen

Mehrere Spalten

Fremdschlüssel können auf mehrere Spalten verweisen. Die Liste der Spalten bildet einen Schlüssel, der dem Primärschlüssel einer Tabelle oder einem Sicherungsindex entspricht. Die Referenztabelle enthält Fremdschlüssel des referenzierten Tabellenschlüssels.

Im folgenden Beispiel teilen die Fremdschlüsseldefinitionen Spanner mit Jeder SongName-Wert in der TopHits-Tabelle muss einen übereinstimmenden Wert in Tabelle „Songs“ und jedes SingerFirstName- und SingerLastName-Wertepaar muss ein übereinstimmendes Wertepaar FirstName und LastName in der Tabelle "sing" haben. .

GoogleSQL

CREATE TABLE TopHits (
  Rank INT64 NOT NULL,
  SongName STRING(MAX),
  SingerFirstName STRING(MAX),
  SingerLastName STRING(MAX),

  -- Song names must either be NULL or have matching values in Songs.
  FOREIGN KEY (SongName) REFERENCES Songs (SongName),

  -- Singer names must either be NULL or have matching values in Singers.
  FOREIGN KEY (SingerFirstName, SingerLastName)
  REFERENCES Singers (FirstName, LastName)

) PRIMARY KEY (Rank);

PostgreSQL

CREATE TABLE TopHits (
  Rank BIGINT NOT NULL,
  SongName VARCHAR,
  SingerFirstName VARCHAR,
  SingerLastName VARCHAR,

  -- Song names must either be NULL or have matching values in Songs.
  FOREIGN KEY (SongName) REFERENCES Songs (SongName),

  -- Singer names must either be NULL or have matching values in Singers.
  FOREIGN KEY (SingerFirstName, SingerLastName)
  REFERENCES Singers (FirstName, LastName),

  PRIMARY KEY (Rank)
);

Zirkelverweise

Gelegentlich haben Tabellen Zirkelverweise, möglicherweise aus Legacy-Gründen oder aufgrund von Denormalisierung. Spanner-Fremdschlüssel lassen Zirkelbezüge zu. Da eine referenzierte Tabelle vorhanden sein muss, bevor ein Fremdschlüssel darauf verweisen kann, muss einer der Fremdschlüssel mit einer ALTER TABLE-Anweisung hinzugefügt werden. Beispiel:

1. Erstellen Sie TabelleA ohne einen Fremdschlüssel
2. Erstellen Sie TabelleB mit einer Fremdschlüsseleinschränkung für TabelleA.
3. Verwenden Sie ALTER TABLE in TabelleA, um einen Fremdschlüsselverweis auf TabelleB zu erstellen.

Auf sich selbst referenzierende Tabellen

Ein spezieller Typ von Zirkelverweis ist eine Tabelle, die einen Fremdschlüssel definiert, der auf dieselbe Tabelle verweist. Das folgende Snippet zeigt beispielsweise einen Fremdschlüssel, der erzwingt, dass die Manager-ID eines Mitarbeiters auch ein Mitarbeiter ist.

GoogleSQL

CREATE TABLE Employees (
  EmployeeId INT64 NOT NULL,
  EmployeeName STRING(MAX) NOT NULL,
  ManagerId INT64,
  FOREIGN KEY (ManagerId) REFERENCES Employees (EmployeeId)
) PRIMARY KEY (EmployeeId);

PostgreSQL

CREATE TABLE Employees (
  EmployeeId BIGINT NOT NULL,
  EmployeeName VARCHAR NOT NULL,
  ManagerId BIGINT,
  FOREIGN KEY (ManagerId) REFERENCES Employees (EmployeeId),
  PRIMARY KEY (EmployeeId)
);

Nächste Schritte

• Weitere Informationen zur Unterstützung von Fremdschlüsseln in Spanner

• Weitere Informationen zum INFORMATION SCHEMA von Spanner.