Créer et gérer des relations de clé étrangère

Cette page explique comment gérer les relations de clé étrangère dans votre base de données.

Une clé étrangère est une colonne partagée entre les tables pour établir un lien entre des données associées. Lorsque vous utilisez une clé étrangère, Spanner s'assure que cette relation est maintenue.

Le schéma suivant illustre un schéma de base de données simple dans lequel les données d'une table ont une relation avec les données d'une autre table.

Figure 1 : Schéma d'une base de données de traitement des commandes

Le schéma de la figure 1 comprend trois tables:

• La table Customers enregistre les noms de chaque client.
• Les tables Orders permettent d'effectuer le suivi de toutes les commandes passées.
• La table Products stocke les informations sur chaque produit.

Il existe deux relations de clé étrangère entre ces tables :

• Une relation clé étrangère est définie entre la table Orders et la table Customers pour garantir qu'une commande ne puisse pas être créée, à moins qu'il n'y ait un client correspondant.

• Une relation de clé étrangère entre les tables Orders et Products garantit qu'il n'est pas possible de créer une commande pour un produit qui n'existe pas.

En prenant le schéma précédent comme exemple, cet article traite des instructions CONSTRAINT (langage de définition de données) LDD (langage de définition de données) que vous pouvez utiliser pour gérer les relations entre les tables d'une base de données.

Ajouter une clé étrangère lors de la création d'une table

Supposons que vous avez créé une table Customers dans votre base de données de commande de produits simple. Vous avez maintenant besoin d'une table Orders pour stocker les informations sur les commandes passées des clients. Pour vous assurer que toutes les commandes sont valides, vous ne devez pas laisser le système insérer des lignes dans la table Orders, sauf s'il existe également une entrée correspondante dans la table Customers. Par conséquent, vous avez besoin d'une clé étrangère pour établir une relation entre les deux tables. Vous pouvez ajouter une colonne CustomerID à la nouvelle table et l'utiliser comme clé étrangère pour créer une relation avec la colonne CustomerID de la table Customers.

Lorsque vous créez une table avec une clé étrangère, vous utilisez REFERENCE pour établir une relation avec une autre table. La table qui contient l'instruction REFERENCE est appelée table de référence. La table nommée dans l'instruction REFERENCE est la table référencée. La colonne nommée dans l'instruction REFERENCE est appelée colonne de référence.

L'exemple suivant montre comment utiliser l'instruction LDD CREATE TABLE pour créer la table Orders avec une contrainte de clé étrangère qui référence CustomerID dans la table Customers.

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)
);

L'instruction précédente contient une clause CONSTRAINT qui présente les caractéristiques suivantes:

• Utilisation de la syntaxe CONSTRAINT pour nommer une contrainte, ce qui permet de supprimer plus facilement la table en utilisant le nom que vous avez choisi.

• La contrainte est nommée FK_CustomerOrder. Les noms de contraintes sont limités au schéma et doivent être uniques dans celui-ci.

• La table Orders, sur laquelle vous définissez la contrainte, est la table de référence. La table Customers est la table de référence.

• La colonne de référence dans le tableau de référence est CustomerID. Elle fait référence au champ CustomerID de la table Customers. Si quelqu'un tente d'insérer une ligne dans Orders avec un CustomerID qui n'existe pas dans Customers, l'insertion échoue.

Remarque : Les colonnes référencées de la table référencée correspondent souvent aux colonnes de clé primaire, mais ce n'est pas obligatoire. Une table de référence peut également faire référence à des colonnes secondaires d'une table référencée.

L'exemple suivant montre une autre instruction de création de table. Ici, la contrainte de clé étrangère est définie sans nom. Lorsque vous utilisez cette syntaxe, Spanner génère un nom pour vous. Pour découvrir les noms de toutes les clés étrangères, reportez-vous à la section Afficher les propriétés d'une relation de clé étrangère.

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)
);

Ajouter une clé étrangère à une table existante

Vous devez également vous assurer que les clients ne peuvent commander que des produits existants. Tout d'abord, vous devez supprimer la contrainte existante. Vous pouvez ensuite utiliser ALTER TABLE pour ajouter une autre contrainte de clé étrangère à la table Orders, comme indiqué ci-dessous:

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

La colonne de référence dans Orders est ProductID et fait référence à la colonne ProductID dans la table Products. Là encore, si vous acceptez que Spanner nomme ces contraintes à votre place, utilisez la syntaxe suivante:

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

Ajouter une clé étrangère avec une action de suppression lors de la création d'une table

Rappelez-vous de l'exemple précédent, où vous disposez d'une table Customers dans une base de données de tri de produits nécessitant une table Orders. Vous souhaitez ajouter une contrainte de clé étrangère qui référence la table Customers. Toutefois, lorsque vous supprimez un enregistrement client à l'avenir, Spanner supprime également toutes les commandes de ce client. Dans ce cas, vous souhaitez utiliser l'action ON DELETE CASCADE avec la contrainte de clé étrangère.

L'instruction LDD CREATE TABLE suivante pour la table Orders inclut la contrainte de clé étrangère qui référence la table Customers avec une action ON DELETE CASCADE.

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)
);

L'instruction précédente contient une contrainte de clé étrangère avec une clause ON DELETE CASCADE. La colonne CustomerID est une clé étrangère qui référence le champ CustomerID dans la table Customers. Cela signifie que chaque valeur CustomerID de la table Orders doit également exister dans la table Customers. Si quelqu'un tente de supprimer une ligne de la table Customers, toutes les lignes de la table Orders qui font référence à la valeur CustomerID supprimée sont également supprimées dans la même transaction.

Remarque :Si vous ne spécifiez pas d'action de clé étrangère, l'action par défaut est NO ACTION. Cela signifie que si quelqu'un tente de supprimer une ligne de la table Customers et que des lignes de la table Orders font référence à la valeur CustomerID supprimée, l'opération de suppression échoue et génère une erreur de violation de contrainte de clé étrangère.

Ajouter une clé étrangère avec une action de suppression à une table existante

Vous voulez également vous assurer que les commandes ne sont créées que pour les produits existants. Vous pouvez utiliser ALTER TABLE pour ajouter une autre contrainte de clé étrangère avec l'action ON DELETE CASCADE au tableau des commandes, comme suit:

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

La suppression d'une ligne de la table Products entraîne la suppression de toutes les lignes de la table Orders qui font référence à la valeur ProductID supprimée.

Remarque :Il n'est pas possible d'ajouter ou de supprimer une action de clé étrangère sur une contrainte de clé étrangère existante. Vous devez ajouter une nouvelle contrainte de clé étrangère avec une action. Pour en savoir plus, consultez la page Modifications de schéma de longue durée.

Interroger des données sur les relations de clé étrangère

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

Exemples de la façon dont Spanner conserve l'intégrité référentielle

L'ajout de relations de clés étrangères s'explique principalement par le fait que Spanner peut conserver l'intégrité référentielle de vos données. Si vous modifiez des données d'une manière qui rompt une contrainte de clé étrangère, la mise à jour échoue et une erreur s'affiche.

Examinez les données de la figure 2. Certains clients ont commandé des produits, comme indiqué dans la table des commandes. Grâce aux clés étrangères en place, vous pouvez garantir l'intégrité référentielle des données insérées dans la table Orders.

Figure 2. Exemples de données dans l'ordre de bases de données.

Les exemples suivants montrent ce qui se passe lorsque vous essayez de modifier les données d'une manière qui porte atteinte à l'intégrité référentielle.

• Ajoutez à la table Orders une ligne avec une valeur CustomerID qui n'existe pas dans Customers.

  Que se passe-t-il si vous essayez la modification suivante à partir des exemples de données du schéma précédent ?

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

  Dans ce cas, le système tentera d'insérer une ligne dans Orders avec un CustomerID (447) qui n'existe pas dans la table Customers. Si tel était le cas, votre système aurait enregistré une commande non valide. Cependant, avec la contrainte de clé étrangère que vous avez ajoutée à la table Orders, celle-ci est protégée. INSERT échoue avec le message suivant, en supposant que la contrainte est appelée FK_CustomerOrder.

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

• Essayez de supprimer une ligne de la table Customers lorsque le client est référencé dans une contrainte de clé étrangère.

  Imaginons qu'un client se désabonne de votre boutique en ligne. Vous souhaitez supprimer le client de votre backend. Vous tentez donc d'effectuer l'opération suivante.

  DELETE FROM Customers WHERE CustomerID = 721;
  

  Dans cet exemple, Spanner détecte via la contrainte de clé étrangère qu'il existe encore des enregistrements dans la table Orders qui font référence à la ligne client que vous essayez de supprimer. Dans ce cas, l'erreur suivante s'affiche.

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

  Pour résoudre ce problème, commencez par supprimer toutes les entrées faisant référence à Orders. Vous pouvez également définir la clé étrangère avec l'action ON DELETE CASCADE pour permettre à Spanner de gérer la suppression des entrées de référence.

Afficher les propriétés d'une relation de clé étrangère

Le schéma INFORMATION_SCHEMA de Spanner contient des informations sur les clés étrangères et leurs index de sauvegarde. Voici quelques exemples de questions auxquelles vous pouvez répondre en interrogeant le SCHÉMA D'INFORMATION.

Pour plus d'informations sur les index de sauvegarde, consultez la section Index de sauvegarde de clés étrangères.

Quelles sont les contraintes définies dans ma base de données ?

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

Quelles clés étrangères sont définies dans ma base de données ?

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

Quels index sont des index secondaires pour les clés étrangères, également appelés index de sauvegarde ?

Les index de sauvegarde de clés étrangères sont gérés par Spanner. Par conséquent , l'interrogation de SPANNER_IS_MANAGED sur la vue INDEXES renvoie tous les index de sauvegarde.

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';

Quelle est l'action référentielle définie avec la contrainte de clé étrangère ?

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

Pour en savoir plus, consultez la page Schéma d'informations.

Supprimer une relation de clé étrangère

Le LDD suivant supprime une contrainte de clé étrangère dans la table Orders.

ALTER TABLE Orders
  DROP CONSTRAINT FK_CustomerOrder;

Les index de stockage de clé étrangère sont supprimés automatiquement lorsque la contrainte elle-même est supprimée.

Compatibilité avec les relations de clé étrangère plus complexes

Plusieurs colonnes

Les clés étrangères peuvent faire référence à plusieurs colonnes. La liste des colonnes forme une clé correspondant à la clé primaire d'une table ou à un index de stockage. La table référençante contient les clés étrangères de la clé de table référencée.

Dans l'exemple suivant, les définitions de clé étrangère indiquent à Spanner que chaque valeur SongName de la table TopHits doit avoir une valeur correspondante dans la table "Songs" (Chansons), et que chaque paire de valeurs SingerFirstName et SingerLastName doit avoir une paire de valeurs FirstName et LastName correspondante dans la table "Singers" (Chanteurs).

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)
);

Références circulaires

Les tables peuvent parfois présenter des dépendances circulaires, par exemple pour des raisons d'héritage de versions anciennes ou de dénormalisation. Les clés étrangères Spanner autorisent les références circulaires. Étant donné qu'une table référencée doit préalablement exister pour qu'une clé étrangère puisse la référencer, l'une des clés étrangères doit être ajoutée à l'aide d'une instruction ALTER TABLE. Exemple :

1. Créer une table TableA, sans clé étrangère
2. Créez une table TableB avec une contrainte de clé étrangère sur la table TableA.
3. Utilisez ALTER TABLE sur TableA pour créer une référence de clé étrangère à TableB.

Tables d'auto-référencement

Un type spécial de référence circulaire existe. Il consiste en une table qui définit une clé étrangère faisant référence à la même table. Par exemple, l'extrait suivant montre l'utilisation d'une clé étrangère de sorte que le ManagerId d'un employé soit également un employé.

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)
);

Étapes suivantes

• En savoir plus sur la compatibilité des clés étrangères dans Spanner.

• Apprenez-en plus sur le schéma d'information de Spanner.