如何区分SQL数据库中的主键与外键

这篇文章主要了SQL数据库中主键和外键的概念及其设计原则。为了帮助大家更好地理解和运用主键与外键，接下来将详细介绍它们的特点和设计策略。

一、理解主键和外键

在关系型数据库中，主键和外键是用于维护数据完整性的重要概念。主键是表中能唯一标识一条记录的属性或属性组，具有唯一性和不变性。而外键则是用于关联其他表的数据，确保数据的一致性和关联性。例如，在学生表中，学号就是主键，因为每个学生的学号是唯一的。而在上机记录表中，学号和姓名的组合才构成主键。对于成绩表来说，学号则是外键，关联到学生表的主键。

二、主键与外键的设计原则

主键和外键的设计对于数据库的性能和可用性具有重要影响。在设计过程中，我们需要遵循以下原则：

1. 主键对用户无意义：主键应该是对用户无意义的唯一标识，避免用户看到连接表中的数据后产生疑惑。

2. 主键单列设计：为了提高连接和筛选操作的效率，主键应该是单列的。复合主键可能导致不良的外键设计，使得表的关系变得复杂。

3. 永不更新主键：主键除了唯一标识一行记录外，没有其他用途，因此不应该被更新。如果主键需要更新，说明设计原则被违反了。

4. 主键不应包含动态变化的数据：例如时间戳、创建时间列、修改时间列等。这些数据可以通过其他方式获取，无需作为主键的一部分。

5. 主键应由计算机自动生成：避免人为干预主键的创建，确保系统的稳定性和安全性。

三、数据库主键选取策略

在建立数据库时，我们需要为每张表选择一个合适的作为主键的属性或属性组。主键可以唯一标识表中的某一行记录，确保数据更新和删除时不会出错。主键常常与外键一起构成参照完整性约束，防止数据不一致。在实际设计中，我们可以根据数据的特点和业务需求选择合适的策略。例如，对于序列号等可以唯一标识某一物品的数据，可以作为主键；而对于需要关联其他表的数据，可以选择外键作为关联的依据。在设计数据库时，我们需要充分考虑数据的特性和业务需求，选择合适的策略来设计和选取主键和外键。通过遵循上述原则和设计策略，我们可以更好地设计和优化数据库结构提高数据库的性能和可用性同时保证数据的完整性和准确性为后续的数据库维护工作带来便利设计合理的数据库结构是一项重要的任务需要仔细考虑和分析以确保数据库的高效运行和数据的安全稳定。数据库设计之中，主键的角色至关重要。其选取方式多样，包括自动增长字段、手动增长字段、UniqueIdentifier以及“COMB（Combine）”类型等。每种方式都有其独特的特点和应用场景。

手动增长型字段则需要我们自行维护主键值。通常，需要创建一张表来存储当前的主键键值。例如，通过SQL Server中的存储过程实现键值的自动递增。这种方式在跨数据库复制数据时，能避免主键冲突，只要为不同数据库分配不同的主键取值段即可。但手动增长型字段会增加网络RoundTrip，可能增加网络和数据库的负载，在低速或断开网络环境中尤为明显。还需考虑并发冲突等因素，增加系统复杂程度。

UniqueIdentifier为我们提供了一种生成唯一标识符的方式。SQL Server中的NEWID()函数可以生成唯一的UniqueIdentifier。这种方式避免了手动和自动增长的复杂操作，提供了一个稳定的唯一标识符生成机制。这对于分布式系统和数据复制特别有用，因为它确保了每个记录的唯一性，避免了主键冲突的问题。

数据库主键的选择应基于具体的应用场景和需求。自动增长型字段简便但存在潜在问题，手动增长型字段需要额外维护且增加系统复杂程度，而UniqueIdentifier提供了一种稳定且唯一的标识符生成方式。在设计数据库时，我们需要权衡各种因素，选择最适合的方式。在数据库的深邃海洋中，有一个神秘而独特的元素在闪烁，那就是UniqueIdentifier。它占用宝贵的16个字节空间，其独特的性质使得重复的机率几乎可以忽略不计，几乎可以被认为是绝对唯一。当我们从注册表中瞥见那些像 {45F0EB02-0727-4F2E-AAB5-E8AEDEE0CEC5} 的字符串时，它们正是UniqueIdentifier的化身。这些在Windows中用于标识COM组件和接口的神秘字符，确保了系统的稳定运行和数据的准确无误。在.NET的世界里，它们被称为GUID（全球唯一标识符）。

在C的世界里，生成一个GUID非常简单，只需一行代码：Guid u = System.Guid.NewGuid()。在我们之前的Order与OrderDetail程序中，虽然使用UniqueIdentifier作为主键可以避免网络RoundTrip的问题，但它自身的缺陷也不容忽视。

UniqueIdentifier的长度是其显著缺点之一，它的长度是整数的四倍，这无疑会占用大量的存储空间。更为严重的是，它的生成毫无规律可言，这导致在数据库上建立索引变得异常耗时。实验数据告诉我们，使用UniqueIdentifier型数据做主键比使用Integer型数据慢。从效率的角度出发，我们需要谨慎选择使用UniqueIdentifier作为数据库的主键。

那么，有没有一种解决方案能在确保数据唯一性的提高索引效率呢？答案是肯定的。这就是COMB类型。虽然数据库中没有直接的COMB类型，但Jimmy Nilsson在他的“The Cost of GUIDs as Primary Keys”一文中提出了这种设计理念。

COMB类型的设计思路非常巧妙。它通过组合的方式，保留了UniqueIdentifier的唯一性，同时增加了有序性，以此来提高索引效率。具体来说，它保留了UniqueIdentifier的前10个字节，用后6个字节表示GUID生成的时间（DateTime）。你可能会担心减少到10字节会造成数据重复，但实际上，后6字节的时间精度可以达到1/300秒。两个COMB类型数据完全相同的可能性几乎不存在。

主键和外键的选择对于数据库性能至关重要。我们需要根据实际需求和数据特点来选择合适的策略。本文提供的关于UniqueIdentifier和COMB的介绍和分析，希望能为您在数据库设计过程中提供一些有益的参考。如有任何出入或疑问，敬请谅解。让我们共同数据库世界的奥秘！