一、主键（Primary Key）

主键的定义

主键是数据库表中一列或多列的组合，它的唯一性可以唯一标识表中的每一行记录，一个表只能有一个主键，但主键可以由多个字段组成，这种主键称为复合主键。

主键的特点

唯一性：主键列中的每个值必须是唯一的，不能包含重复值。

非空性：主键列不能包含NULL值。

创建和使用主键的示例

创建表时定义主键

CREATE TABLE students (
    student_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100),
    age INT,
    PRIMARY KEY (student_id)
);

在这个示例中，student_id被定义为主键，并且具有自动递增的特性。

修改表定义主键

如果表已经存在但没有定义主键，可以使用ALTER TABLE语句添加主键：

ALTER TABLE students ADD PRIMARY KEY (student_id);

二、外键（Foreign Key）

外键的定义

外键是一个表中的字段，其值来源于另一个表的主键，外键用于建立两个表之间的关系，确保数据的引用完整性和一致性。

外键的特点

参照完整性：外键的值必须在另一个表的主键列中存在，或者可以为空（如果允许为空）。

级联操作：当主表中的主键值发生变化时，可以通过级联操作（如CASCADE、SET NULL等）来更新或删除相关的外键记录。

创建和使用外键的示例

创建表时定义外键

假设我们有两个表：students和courses。students表有一个主键student_id，而enrollments表则通过外键与students表关联。

CREATE TABLE students (
    student_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100),
    age INT,
    PRIMARY KEY (student_id)
);
CREATE TABLE courses (
    course_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    course_name VARCHAR(100),
    PRIMARY KEY (course_id)
);
CREATE TABLE enrollments (
    enrollment_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    student_id INT,
    course_id INT,
    PRIMARY KEY (enrollment_id),
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id)
);

在这个示例中，enrollments表的student_id和course_id都是外键，分别引用了students表和courses表的主键。

修改表定义外键

如果表已经存在但没有定义外键，可以使用ALTER TABLE语句添加外键：

ALTER TABLE enrollments ADD CONSTRAINT fk_student FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id);
ALTER TABLE enrollments ADD CONSTRAINT fk_course FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id);

三、主键和外键的区别与联系

1、定义不同：主键用于唯一标识表中的每一行记录，而外键用于建立两个表之间的关系。

2、用途不同：主键确保表中的每一行记录都是唯一的，而外键确保数据的引用完整性和一致性。

3、空值处理：主键列不能包含NULL值，而外键列可以包含NULL值。

4、索引：主键默认会自动创建一个聚集索引，而外键则不会自动创建索引，需要手动创建。

5、约束行为：在删除或更新主键表中的数据时，外键表中的相关记录会根据设置的约束条件（如CASCADE、SET NULL等）进行相应的操作。

四、最佳实践建议

1、合理使用主键和外键：避免过度使用外键，因为这可能导致性能下降和数据库维护的复杂性增加。

2、注意数据一致性：确保外键引用的数据在被引用时存在，避免引用不存在的记录。

3、谨慎使用级联操作：级联操作可以简化数据管理，但也可能导致意外的数据丢失，因此在使用时需谨慎考虑业务需求和数据完整性要求。