Claves externas

En este documento, se describen las claves externas en Spanner y cómo puedes usarlas para aplicar la integridad referencial en tu base de datos. Los siguientes temas te ayudarán a obtener información sobre las claves externas y cómo usarlas:

• Descripción general de las claves externas en Spanner
• Tipos de claves externas
• Comparación de los tipos de claves externas
• Elige qué tipo de clave externa usar
• Cómo usar claves externas aplicadas
• Cómo usar claves externas informativas
• Índices de respaldo
• Cambios de esquema de larga duración

Descripción general de las claves externas en Spanner

Las claves externas definen relaciones entre tablas. Puedes usar claves externas para asegurarte de que se mantenga la integridad de los datos de estas relaciones en Spanner.

Imagina que eres el desarrollador principal de una empresa de comercio electrónico. Estás diseñando una base de datos para procesar los pedidos de los clientes. La base de datos debe almacenar información sobre cada pedido, cliente y producto. En la Figura 1, se ilustra la estructura básica de la base de datos para la aplicación.

Figura 1. Diagrama de una base de datos de procesamiento de pedidos

Define una tabla Customers para almacenar la información del cliente, una tabla Orders para hacer un seguimiento de todos los pedidos y una tabla Products para almacenar información sobre cada producto.

En la figura 1, también se muestran vínculos entre las tablas que se asignan a las siguientes relaciones del mundo real:

• Un cliente realiza un pedido.

• Se realiza un pedido de un producto.

Decides que tu base de datos aplique las siguientes reglas para garantizar que los pedidos en tu sistema sean válidos.

• No puedes crear un pedido para un cliente que no existe.

• Un cliente no puede realizar un pedido de un producto que no ofreces.

Cuando aplicas estas reglas, o restricciones, mantienes la integridad referencial de tus datos. Cuando una base de datos mantiene la integridad referencial, fallan todos los intentos de agregar datos no válidos, lo que generaría vínculos o referencias no válidos entre datos. La integridad referencial evita los errores del usuario. De forma predeterminada, Spanner usa claves externas para aplicar la integridad referencial.

Define la integridad referencial con claves externas

A continuación, se vuelve a examinar el ejemplo de procesamiento de pedidos, con más detalles agregados al diseño, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Diagrama de un esquema de base de datos con claves externas

El diseño ahora muestra nombres y tipos de columnas en cada tabla. La tabla Orders también define dos relaciones de claves externas. FK_CustomerOrder espera que todas las filas de Orders tengan un CustomerId válido. La clave externa FK_ProductOrder espera que todos los valores ProductId de la tabla Orders sean válidos. En la siguiente tabla, se muestran estas restricciones a las reglas reales que quieres aplicar.

Nombre de la clave externa	Restricción	Descripción real
FK_CustomerOrder	Espera que todas las filas de Orders tengan un CustomerId válido	Un cliente válido realiza un pedido
FK_ProductOrder	Espera que todas las filas de Orders tengan un ProductId válido	Se realizó un pedido de un producto válido.

Spanner aplica las restricciones que se especifican con claves externas aplicadas. Esto significa que Spanner genera una falla en cualquier transacción que intente insertar o actualizar una fila en la tabla Orders que tenga un CustomerId o ProductId que no se pueda encontrar en las tablas Customers y Products. También genera fallas en las transacciones que intentan actualizar o borrar filas en las tablas Customers y Products, lo que invalidaría los IDs de la tabla Orders. Para obtener más detalles sobre cómo Spanner valida las restricciones, consulta la sección Validación de la restricción de transacciones.

A diferencia de las claves externas aplicadas, Spanner no valida las restricciones en las claves externas informativas. Esto significa que, si usas una clave externa informativa en esta situación, no se valida una transacción que intente insertar o actualizar una fila en la tabla Orders que tenga un CustomerId o ProductId que no se encuentre en las tablas Customers y Products, y la transacción no falla. Además, a diferencia de las claves foráneas aplicadas, las claves foráneas informativas solo son compatibles con GoogleSQL, no con PostgreSQL.

Características de las claves externas

La siguiente es una lista de características de las claves externas en Spanner.

• La tabla que define la clave externa es la tabla referente y las columnas de clave externa son las columnas referentes.

• La clave externa hace referencia a las columnas a las que se hace referencia de la tabla a la que se hace referencia.

• Como en el ejemplo, puedes asignar un nombre a cada restricción de clave externa. Si no especificas un nombre, Spanner lo genera por ti. Puedes consultar el nombre generado desde INFORMATION_SCHEMA de Spanner. El nombre de la restricción se limita al esquema, junto con los nombres de las tablas y los índices, y debe ser único dentro del esquema.

• La cantidad de columnas de referencia y a las que se hace referencia debe ser la misma. El orden es importante. Por ejemplo, la primera columna de referencia hace referencia a la primera columna a la que se hace referencia y la segunda columna de referencia hace referencia a la segunda columna a la que se hace referencia.

• Una columna referente y su contraparte referenciada deben ser del mismo tipo. Debes poder indexar las columnas.

• No puedes crear claves externas en columnas con la opción allow_commit_timestamp=true.

• No se admiten columnas de arrays.

• Las columnas JSON no son compatibles.

• Una clave externa puede hacer referencia a columnas de la misma tabla (una clave externa de autoreferencia). Un ejemplo es una tabla Employee con una columna ManagerId que hace referencia a la columna EmployeeId de la tabla.

• Las claves externas también pueden formar relaciones circulares entre tablas, en las que dos tablas hacen referencia una a otra directa o indirectamente. La tabla a la que se hace referencia debe existir antes de crear una clave externa. Esto significa que se debe agregar al menos una de las claves externas con la sentencia ALTER TABLE.

• Las claves a las que se hace referencia deben ser únicas. Spanner usa el PRIMARY KEY de la tabla a la que se hace referencia si las columnas a las que se hace referencia para una clave externa coinciden con las columnas de la clave primaria de la tabla a la que se hace referencia. Si Spanner no puede usar la clave primaria de la tabla a la que se hace referencia, crea un UNIQUE NULL_FILTERED INDEX en las columnas a las que se hace referencia.

• Las claves externas no usan índices secundarios que hayas creado. En su lugar, crean sus propios índices de respaldo. Los índices de respaldo se pueden usar en las evaluaciones de consultas, incluidas las directivas force_index explícitas. Puedes consultar los nombres de los índices de respaldo desde INFORMATION_SCHEMA de Spanner. Para obtener más información, consulta Respalda índices.

Tipos de claves externas

Existen dos tipos de claves foráneas: aplicadas y informativas. Las claves externas forzosas son la configuración predeterminada y aplican la integridad referencial. Las claves foráneas informativas no aplican la integridad referencial y se usan mejor para declarar el modelo de datos lógico previsto para la optimización de consultas. Para obtener más detalles, consulta las siguientes secciones sobre claves externas aplicadas y informativas, y la tabla de comparación de tipos de claves externas.

Claves externas aplicadas de forma forzosa

Las claves externas aplicadas, el tipo de clave externa predeterminado en Spanner, aplican la integridad referencial. Debido a que las claves externas aplicadas aplican la integridad referencial, hacen que falle lo siguiente:

• No se puede agregar una fila a una tabla de referencia que tenga un valor de clave externa que no exista en la tabla a la que hace referencia.

• No se puede borrar una fila de una tabla a la que hacen referencia filas de la tabla de referencia.

Se aplican todas las claves externas de PostgreSQL. Las claves foráneas de GoogleSQL se aplican de forma predeterminada. Debido a que las claves externas se aplican de forma predeterminada, usar la palabra clave ENFORCED para especificar que se aplica una clave externa de GoogleSQL es opcional.

Claves externas informativas

Las claves externas informativas se usan para declarar el modelo de datos lógico previsto para la optimización de consultas. Si bien las claves de las tablas a las que se hace referencia deben ser únicas para las claves externas informativas, no se aplica la integridad referencial. Si deseas validar de forma selectiva la integridad referencial cuando usas claves externas informativas, debes administrar la lógica de validación del cliente. Para obtener más información, consulta Cómo usar claves externas informativas.

Usa la palabra clave NOT ENFORCED para especificar que una clave externa de GoogleSQL es informativa. PostgreSQL no admite claves foráneas informativas.

Comparación de los tipos de claves externas

Tanto las etiquetas obligatorias como las informativas tienen beneficios. En las siguientes secciones, se comparan los dos tipos de claves externas y se incluyen algunas prácticas recomendadas.

Diferencias de claves externas de alto nivel

En un nivel superior, las siguientes son algunas de las diferencias entre las claves foráneas aplicadas y informativas:

• Aplicación: Las claves externas aplicadas validan y garantizan la integridad referencial en las operaciones de escritura. Las claves externas informativas no validan ni garantizan la integridad referencial.

• Almacenamiento. Es posible que las claves externas aplicadas requieran almacenamiento adicional para el índice de copia de seguridad en la tabla restringida.

• Capacidad de procesamiento de escritura: Las claves externas aplicadas podrían generar más sobrecarga en la ruta de acceso de escritura que las claves externas informativas.

• Optimización de consultas. Ambos tipos de claves externas se pueden usar para la optimización de consultas. Cuando el optimizador puede usar claves externas informativas, es posible que los resultados de la consulta no reflejen los datos reales si estos no coinciden con las relaciones de claves externas informativas (por ejemplo, si algunas claves restringidas no tienen claves de referencia coincidentes en la tabla de referencia).

Tabla de diferencias de claves externas

En la siguiente tabla, se enumeran las diferencias detalladas entre las claves externas de información y las aplicadas:

	Claves externas aplicadas de forma forzosa	Claves externas informativas
Palabras clave	ENFORCED	NOT ENFORCED
Compatible con GoogleSQL	Sí. Las claves externas en GoogleSQL se aplican de forma predeterminada.	Sí.
Compatible con PostgreSQL	Sí. Las claves externas en PostgreSQL solo se pueden aplicar.	No.
Almacenamiento	Las claves externas aplicadas requieren almacenamiento para hasta dos índices de copia de seguridad.	Las claves externas informativas requieren almacenamiento para hasta un índice de respaldo.
Crea índices de copia de seguridad en las columnas de la tabla a las que se hace referencia cuando sea necesario.	Sí.	Sí.
Crea índices de respaldo en las columnas de la tabla de referencia cuando sea necesario.	Sí.	No.
Compatibilidad con acciones de claves externas	Sí.	No.
Valida y aplica la integridad referencial	Sí.	No. No tener validación mejora el rendimiento de la escritura, pero puede afectar los resultados de la consulta cuando se usan claves foráneas informativas para la optimización de consultas. Puedes usar la validación del cliente o una clave externa aplicada para garantizar la integridad referencial.

Elige qué tipo de clave externa usar

Puedes usar los siguientes lineamientos para decidir qué tipo de clave externa usar:

Te recomendamos que comiences con claves foráneas aplicadas de forma forzosa. Las claves externas forzosas mantienen la coherencia de los datos y el modelo lógico en todo momento. Las claves foráneas forzosas son la opción recomendada, a menos que no funcionen para tu caso de uso.

Te recomendamos que consideres las claves foráneas informativas si se cumple cada una de las siguientes condiciones:

• Quieres usar el modelo de datos lógico que describe la clave externa informativa en la optimización de consultas.

• Mantener una integridad referencial estricta no es práctico o afecta el rendimiento de forma significativa. Los siguientes son ejemplos de cuándo podrías considerar usar una clave externa informativa:

  • Tu fuente de datos upstream sigue un modelo de coherencia eventual. En este caso, es posible que las actualizaciones realizadas en el sistema de origen no se reflejen de inmediato en Spanner. Debido a que las actualizaciones pueden no ser inmediatas, es posible que se produzcan breves inconsistencias en las relaciones de claves externas.

  • Tus datos contienen filas de referencia que tienen una gran cantidad de relaciones de referencia. Las actualizaciones de estas filas pueden usar muchos recursos, ya que Spanner debe validar o, en algunos casos, borrar todas las filas relacionadas con el mantenimiento de la integridad referencial. En esta situación, las actualizaciones podrían afectar el rendimiento de Spanner y ralentizar las transacciones simultáneas.

• Tu aplicación puede controlar las posibles incoherencias de los datos y su efecto en los resultados de las consultas.

Usa claves externas informativas

Los siguientes temas son solo para las claves foráneas informativas. Para obtener información sobre los temas que se aplican a las claves externas informativas y aplicadas, consulta lo siguiente:

• Cambios de esquema de larga duración
• Índices de respaldo

Crea una tabla nueva con una clave externa informativa

Puedes crear y quitar claves externas informativas de tu base de datos de Spanner con sentencias DDL. Las claves externas se agregan a una tabla nueva con la sentencia CREATE TABLE. Del mismo modo, puedes agregar o quitar claves externas de una tabla existente con la sentencia ALTER TABLE.

En el siguiente ejemplo, se crea una tabla nueva con una clave externa informativa con GoogleSQL. PostgreSQL no admite claves externas informativas.

GoogleSQL

CREATE TABLE Customers (
  CustomerId INT64 NOT NULL,
  CustomerName STRING(MAX) NOT NULL,
) PRIMARY KEY(CustomerId);

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) NOT ENFORCED
 ) PRIMARY KEY (OrderId);

PostgreSQL

Not Supported

Para obtener más ejemplos sobre cómo crear y administrar claves externas, consulta Crea y administra relaciones de claves externas. Para obtener más información sobre las declaraciones DDL, consulta la referencia de DDL.

Nota: También puedes agregar y quitar claves externas mediante la consola de Google Cloud. Selecciona Editar como texto en la interfaz de creación de tablas y, luego, ingresa el DDL para administrar las claves externas de tu tabla.

Usa claves externas informativas para la optimización de consultas

El optimizador de consultas puede usar tanto las claves externas aplicadas como las claves externas informativas para mejorar el rendimiento de las consultas. El uso de claves externas informativas te permite aprovechar los planes de consulta optimizados sin la sobrecarga de la aplicación estricta de la integridad referencial.

Si habilitas el optimizador de consultas para que use información de claves externas informativas, es importante comprender que la exactitud de la optimización depende de tener datos coherentes con el modelo lógico que describen las claves externas informativas. Si existen inconsistencias, es posible que los resultados de la consulta no reflejen los datos reales. Un ejemplo de incoherencia es cuando un valor en una columna restringida no tiene un valor coincidente en una columna a la que se hace referencia.

De forma predeterminada, el optimizador de consultas usa claves externas NOT ENFORCED. Para cambiar esto, establece la opción de base de datos use_unenforced_foreign_key_for_query_optimization en falso. El siguiente es un ejemplo de Google SQL que demuestra esto (las claves foráneas informativas no están disponibles en PostgreSQL):

SET DATABASE OPTIONS (
    use_unenforced_foreign_key_for_query_optimization = false
);

La sugerencia de sentencia de consulta booleana @{use_unenforced_foreign_key} anula la opción de base de datos por consulta que controla si el optimizador usa claves externas NOT ENFORCED. Inhabilitar esta sugerencia o la opción de base de datos puede ser útil cuando se solucionan problemas relacionados con resultados de consultas inesperados. A continuación, se muestra cómo usar @{use_unenforced_foreign_key}:

@{use_unenforced_foreign_key=false} SELECT Orders.CustomerId
    FROM Orders
    INNER JOIN Customers ON Customers.CustomerId = Orders.CustomerId;

Usa claves externas aplicadas de forma forzosa

Los siguientes temas son solo para claves externas aplicadas de forma forzosa. Para ver los temas que se aplican a las claves externas informativas y aplicadas, consulta lo siguiente:

• Cambios de esquema de larga duración
• Índices de respaldo

Crea una tabla nueva con una clave externa aplicada de forma forzosa

Puedes crear, quitar y aplicar claves externas en tu base de datos de Spanner con DDL. Las claves externas se agregan a una tabla nueva con la sentencia CREATE TABLE. Del mismo modo, puedes agregar una clave externa a una tabla existente con la sentencia ALTER TABLE o quitarla de ella.

Puedes crear y quitar claves externas de tu base de datos de Spanner mediante DDL. Las claves externas se agregan a una tabla nueva con la instrucción CREATE TABLE. Del mismo modo, puedes agregar una clave externa a una tabla existente con la declaración ALTER TABLE o quitarla de ella.

El siguiente es un ejemplo de cómo crear una tabla nueva con una clave externa aplicada de forma forzosa.

GoogleSQL

CREATE TABLE Customers (
CustomerId INT64 NOT NULL,
CustomerName STRING(MAX) NOT NULL,
) PRIMARY KEY(CustomerId);

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) ENFORCED
) PRIMARY KEY (OrderId);

PostgreSQL

CREATE TABLE Customers (
CustomerId bigint NOT NULL,
CustomerName character varying(1024) NOT NULL,
PRIMARY KEY(CustomerId)
);

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)
);

Para obtener más ejemplos sobre cómo crear y administrar claves externas, consulta Crea y administra relaciones de claves externas.

Nota: También puedes agregar y quitar claves externas mediante la consola de Google Cloud. Selecciona Editar como texto en la interfaz de creación de tablas y, luego, ingresa el DDL para administrar las claves externas de tu tabla.

Acciones de claves externas

Las acciones de clave externa solo se pueden definir en claves externas aplicadas de forma forzosa.

Las acciones de clave externa controlan lo que sucede con la columna restringida cuando se borra o actualiza la columna a la que hace referencia. Spanner admite el uso de la acción ON DELETE CASCADE. Con la acción ON DELETE CASCADE de clave externa, cuando borras una fila que contiene una clave externa a la que se hace referencia, también se borran todas las filas que hacen referencia a esa clave en la misma transacción.

Puedes agregar una clave externa con una acción cuando creas tu base de datos con DDL. Usa la sentencia CREATE TABLE para agregar claves externas con una acción a una tabla nueva. Del mismo modo, puedes usar la sentencia ALTER TABLE para agregar una acción de clave externa a una tabla existente o quitarla. El siguiente es un ejemplo de cómo crear una tabla nueva con una acción de clave externa.

GoogleSQL

CREATE TABLE ShoppingCarts (
CartId INT64 NOT NULL,
CustomerId INT64 NOT NULL,
CustomerName STRING(MAX) NOT NULL,
CONSTRAINT FKShoppingCartsCustomers FOREIGN KEY(CustomerId, CustomerName)
  REFERENCES Customers(CustomerId, CustomerName) ON DELETE CASCADE,
) PRIMARY KEY(CartId);

PostgreSQL

CREATE TABLE ShoppingCarts (
CartId bigint NOT NULL,
CustomerId bigint NOT NULL,
CustomerName character varying(1024) NOT NULL,
PRIMARY KEY(CartId),
CONSTRAINT fkshoppingcartscustomers FOREIGN KEY (CustomerId, CustomerName)
  REFERENCES Customers(CustomerId, CustomerName) ON DELETE CASCADE
);

La siguiente es una lista de características de las acciones de claves externas en Spanner.

• Las acciones de clave externa son ON DELETE CASCADE o ON DELETE NO ACTION.

• Puedes consultar INFORMATION_SCHEMA para encontrar restricciones de claves externas que tengan una acción.

• No se admite agregar una acción de clave externa a una restricción de clave externa existente. Debes agregar una nueva restricción de clave externa con una acción.

Validación de restricciones

La validación de restricciones solo se aplica a las claves externas aplicadas.

Spanner valida las restricciones de clave externa aplicadas cuando se confirma una transacción o cuando los efectos de las operaciones de escritura se hacen visibles para las operaciones posteriores en la transacción.

Un valor insertado en la columna de referencia coincide con los valores de la tabla y las columnas a las que se hace referencia. Las filas con valores de referencia NULL no están marcadas, lo que significa que puedes agregarlas a la tabla de referencia.

Spanner valida todas las restricciones referenciales de clave externa forzosa aplicables cuando se intentan actualizar los datos mediante declaraciones DML o una API. Todos los cambios pendientes se revierten en caso de que alguna restricción no sea válida.

La validación ocurre de inmediato después de cada declaración DML. Por ejemplo, debes insertar la fila a la que se hace referencia antes de insertar sus filas de referencia. Cuando se usa una API de mutación, las mutaciones se almacenan en búfer hasta que la transacción se confirma. La validación de clave externa forzosa se aplaza hasta que se confirma la transacción. En este caso, se permite insertar primero las filas que hacen referencia.

Cada transacción se evalúa en busca de modificaciones que afecten las restricciones de claves externas forzosas. Estas evaluaciones pueden requerir solicitudes adicionales al servidor. Los índices de respaldo también requieren tiempo de procesamiento adicional para evaluar las modificaciones de transacción y mantener los índices. También se requiere almacenamiento adicional para cada índice.

Acción de eliminación en cascada de larga duración

Cuando borras una fila de una tabla a la que se hace referencia, Spanner debe borrar todas las filas de las tablas de referencia que hacen referencia a la fila borrada. Esto puede generar un efecto en cascada, en el que una sola operación de eliminación genera miles de otras operaciones de eliminación. Agregar una restricción de clave externa con una acción de eliminación en cascada a una tabla o crear una tabla con restricciones de clave externa con una acción de eliminación en cascada puede ralentizar las operaciones de eliminación.

Se superó el límite de mutación para la eliminación en cascada de claves externas

La eliminación de una gran cantidad de registros con una cascada de eliminación de claves foráneas puede afectar el rendimiento. Esto se debe a que cada registro borrado invoca la eliminación de todos los registros relacionados con él. Si necesitas borrar una gran cantidad de registros con una cascada de borrado de claves foráneas, borra de forma explícita las filas de las tablas secundarias antes de borrar la fila de las tablas superiores. Esto evita que la transacción falle debido al límite de mutación.

Comparación de las claves externas aplicadas y la intercalación de tablas

La intercalación de tablas de Spanner es una buena opción para muchas relaciones entre tablas principales y secundarias en las que la clave primaria de la tabla secundaria incluye las columnas de clave primaria de la tabla principal. La ubicación conjunta de las filas secundarias con sus filas principales puede mejorar significativamente el rendimiento.

Las claves externas son una solución de elementos principales y secundarios más general y abordan casos prácticos adicionales. No están limitadas a las columnas de clave primaria, y las tablas pueden tener varias relaciones de clave externa, tanto como un superior en algunas relaciones, y un elemento secundario en otras. Sin embargo, una relación de clave externa no implica la ubicación conjunta de las tablas en la capa de almacenamiento.

Considera un ejemplo que usa una tabla Orders que se define de la siguiente manera:

Figura 3. Diagrama del esquema de la base de datos con claves externas aplicadas

El diseño de la Figura 3 tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, cada pedido solo puede contener un elemento de pedido.

Imagina que tus clientes quieren poder pedir más de un producto por pedido. Puedes mejorar tu diseño si presentas una tabla OrderItems que contenga una entrada para cada producto que el cliente pidió. Puedes ingresar otra clave externa forzosa para representar esta nueva relación de uno a varios entre Orders y OrderItems. Sin embargo, también sabes que, a menudo, quieres ejecutar consultas en los pedidos y sus respectivos elementos de pedido. Dado que la ubicación conjunta de estos datos mejora el rendimiento, te recomendamos que crees la relación superior y secundaria con la capacidad de intercalación de tablas de Spanner.

A continuación, te mostramos cómo definir la tabla OrderItems, intercalada con Orders.

GoogleSQL

CREATE TABLE Products (
ProductId INT64 NOT NULL,
Name STRING(256) NOT NULL,
Price FLOAT64
) PRIMARY KEY(ProductId);

CREATE TABLE OrderItems (
OrderId INT64 NOT NULL,
ProductId INT64 NOT NULL,
Quantity INT64 NOT NULL,
FOREIGN KEY (ProductId) REFERENCES Products (ProductId)
) PRIMARY KEY (OrderId, ProductId),
INTERLEAVE IN PARENT Orders ON DELETE CASCADE;

PostgreSQL

CREATE TABLE Products (
ProductId BIGINT NOT NULL,
Name varchar(256) NOT NULL,
Price float8,
PRIMARY KEY(ProductId)
);

CREATE TABLE OrderItems (
OrderId BIGINT NOT NULL,
ProductId BIGINT NOT NULL,
Quantity BIGINT NOT NULL,
FOREIGN KEY (ProductId) REFERENCES Products (ProductId),
PRIMARY KEY (OrderId, ProductId)
) INTERLEAVE IN PARENT Orders ON DELETE CASCADE;

La Figura 4 es una representación visual del esquema de base de datos actualizado como resultado de la introducción de esta tabla nueva, OrderItems, intercalada con Orders. Aquí también puedes ver la relación de uno a varios entre esas dos tablas.

Figura 4. Adición de una tabla intercalada OrderItems.

En esta configuración, puedes tener varias entradas OrderItems en cada pedido, y las entradas de OrderItems para cada pedido se intercalan, de modo que se ubican junto con los pedidos. Intercalar físicamente Orders y OrderItems de esta manera puede mejorar el rendimiento, ya que unifica antes las tablas y te permite acceder a filas relacionadas, a la vez que minimiza los accesos al disco. Por ejemplo, Spanner puede realizar uniones según la clave primaria de manera local, lo que minimiza el acceso al disco y el tráfico de red.

Si la cantidad de mutaciones de una transacción supera las 80,000, la transacción fallará. Estas eliminaciones en cascada grandes funcionan bien para las tablas con una relación "intercalada en la tabla superior", pero no para las tablas con una relación de clave externa. Si tienes una relación de clave foránea y necesitas borrar una gran cantidad de filas, primero debes borrar de forma explícita las filas de las tablas secundarias.

Si tienes una tabla de usuarios con una relación de clave externa a otra tabla y borrar una fila de la tabla a la que se hace referencia activa la eliminación de millones de filas, debes diseñar tu esquema con una acción de eliminación en cascada con "intercalada en superior".

Nota: Google recomienda que elijas representar las relaciones entre tablas primarias y secundarias como tablas intercaladas o como claves externas, pero no de ambas formas. El uso de ambos es redundante y puede consumir recursos de almacenamiento y procesamiento adicionales para verificar las restricciones y mantener los índices de respaldo.

Tabla de comparación

En la siguiente tabla, se resumen las diferencias entre las claves externas forzosas y la intercalación de tablas. Puedes usar esta información a fin de decidir qué es lo mejor para tu diseño.

Tipo de relación primaria-secundaria	Intercalación de tablas	Claves externas aplicadas de forma forzosa
Puedes usar claves primarias	Sí	Sí
Puedes usar columnas de clave no primaria	No	Sí
Cantidad de tablas principales admitidas	0 .. 1	0 .. N
Almacena datos superiores y secundarios al mismo tiempo	Sí	No
Admite la eliminación en cascada	Sí	Sí
Modo de coincidencia nula	Pasa si todos los valores referentes no son distintos de los valores a los que se hace referencia. Los valores nulos no son distintos de los valores nulos. los valores nulos son distintos de los valores no nulos.	Pasa si los valores referentes son nulos. Pasa si todos los valores referentes son no nulos y la tabla a la que se hace referencia tiene una fila con valores equivalentes a los valores referentes. Falla si no se encontró ninguna fila coincidente.
Tiempo de aplicación	Por operación cuando se usa la API de mutación Por declaración cuando se usa DML.	Por transacción cuando se usa la API de mutación Por declaración cuando se usa DML.
Se puede quitar	No. El intercalado de tablas no se puede quitar después de crearlo, a menos que quites la tabla secundaria completa.	Sí

Índices de respaldo

Las claves externas no usan índices creados por el usuario. En su lugar, crean sus propios índices de respaldo. Las claves externas aplicadas y informativas crean índices de respaldo de manera diferente en Spanner:

• En el caso de las claves externas aplicadas, Spanner puede crear hasta dos índices de copia de seguridad secundarios para cada clave externa, uno para las columnas de referencia y otro para las columnas a las que se hace referencia.

• En el caso de las claves externas informativas, Spanner puede crear hasta un índice de respaldo cuando sea necesario para las columnas a las que se hace referencia. Las claves externas informativas no crean un índice de respaldo para las columnas de referencia.

En el caso de las claves externas informativas y aplicadas, una clave externa suele hacer referencia a las claves primarias de la tabla a la que se hace referencia, por lo que no suele ser necesario un índice para la tabla a la que se hace referencia. Por este motivo, las claves externas informativas suelen tener cero índices de respaldo. Cuando sea necesario, el índice de respaldo creado para la tabla a la que se hace referencia es un índice UNIQUE NULL_FILTERED. La creación de la clave externa fallará si algún dato existente infringe la restricción de unicidad del índice.

Las claves externas informativas no tienen un índice de respaldo para la tabla de referencia. En el caso de las claves externas aplicadas de forma forzosa, el índice de respaldo para la tabla de referencia es NULL_FILTERED.

Si dos o más claves externas requieren el mismo índice de respaldo, Spanner crea un índice único para cada una de ellas. Los índices de respaldo se descartan cuando se descartan las claves externas que los usan. No puedes alterar ni descartar los índices de respaldo.

Spanner usa el esquema de información de cada base de datos para almacenar metadatos sobre los índices de copia de seguridad. Las filas dentro de INFORMATION_SCHEMA.INDEXES que tienen un valor SPANNER_IS_MANAGED de true describen los índices de copia de seguridad.

Fuera de las consultas de SQL que invocan directamente el esquema de información, la consola de Google Cloud no muestra información sobre los índices de copia de seguridad de una base de datos.

Cambios de esquema de larga duración

Agregar una clave externa aplicada a una tabla existente o crear una tabla nueva con una clave externa puede generar operaciones de larga duración. En el caso de una tabla nueva, no se puede escribir en la tabla hasta que se complete la operación de larga duración.

En la siguiente tabla, se muestra lo que sucede en Spanner cuando una clave externa forzosa y una informativa se encuentran en una tabla nueva o existente:

Tipo de tabla	Clave externa aplicada de forma forzosa	Clave externa informativa
Nuevo	Spanner reabastece los índices a los que se hace referencia según sea necesario para cada clave externa.	Spanner reabastece los índices a los que se hace referencia según sea necesario para cada clave externa.
Existente	Spanner reabastece los índices a los que se hace referencia y a los que se hace referencia según sea necesario. Spanner también valida los datos existentes en la tabla para garantizar que cumplan con la restricción de integridad referencial de la clave externa. El cambio del esquema fallará si algún dato no es válido.	Spanner reabastece el índice al que se hace referencia según sea necesario y no valida los datos existentes en la tabla.

Las siguientes opciones no son compatibles:

• Agregar una acción de clave externa a una restricción de clave externa forzosa existente
• Cambiar la aplicación forzosa de una clave externa existente

En ambos casos, te recomendamos que hagas lo siguiente:

1. Agrega una restricción nueva con la acción o aplicación forzosa requerida.
2. Suelta la restricción anterior.

Agregar una restricción nueva y descartar la anterior evita un problema de operación de alteración de restricción de larga duración. Por ejemplo, supongamos que deseas agregar una acción DELETE CASCADE a una clave externa existente. Después de crear la clave externa nueva con la acción ON DELETE CASCADE, el efecto de ambas restricciones es una acción DELETE CASCADE. Luego, puedes soltar la restricción anterior de forma segura.

Si descartas una restricción, es posible que se descarten los índices de respaldo de claves externas si otras restricciones de claves externas no los usan. Debido a esto, si primero descartas la restricción anterior, agregar la misma restricción de clave externa con una acción más adelante podría generar operaciones de larga duración, como reabastecer índices, validar restricciones de índice único o validar restricciones de referencia de clave externa.

Nota: Si no descartas la restricción de clave externa anterior, las restricciones de clave externa adicionales deben validarse, lo que genera una sobrecarga innecesaria. Además, si una violación de la restricción UNIQUE impide la creación del índice al que se hace referencia, es posible que falle la adición de la restricción nueva.

Puedes consultar INFORMATION_SCHEMA.REFERENTIAL_CONSTRAINTS.SPANNER_STATE para comprobar el estado de creación de la clave externa.

¿Qué sigue?

• Aprende a crear y administrar relaciones de claves externas.

• Obtén más información sobre el esquema de información.