约束与完整性

这一课你将能做到

1. 在建表与改表时正确声明 PRIMARY KEY、UNIQUE、NOT NULL、DEFAULT，并解释唯一约束与唯一索引是同一件事
2. 创建外键并实测 RESTRICT / CASCADE / SET NULL 三种 ON DELETE 行为的差异
3. 用 CHECK 约束（8.0.16+ 生效）挡住非法数据，并说出大厂为什么经常不用物理外键

为什么要学

应用层的校验可以绕过——脚本直连数据库、另一个服务、运维手改数据，都绕过你的 Spring 校验注解。约束是数据库在存储层的最后防线：脏数据根本进不来，而不是进来了等着清洗。约束也是面试的雷区：「为什么你们不用外键？」「自增主键和 UUID 怎么选？」答不好，说明没在真实系统里做过数据一致性。

人话：约束就是数据库的「门禁系统」。NOT NULL 查有没有带工牌，UNIQUE 查有没有冒名顶替，外键查部门对不对得上，CHECK 查数值合不合法——全过才放行。

先建立图像

完整性的分层防线（从外到内越来越严格）：

第 1 层  数据类型      runtime_ms 不可能存进 'abc'
第 2 层  NOT NULL      关键字段不许空
第 3 层  UNIQUE/PK     身份不许重复（uk_email、uk_username）
第 4 层  FOREIGN KEY   引用的对象必须真实存在
第 5 层  CHECK         值必须满足业务规则（runtime_ms >= 0）
第 6 层  应用层/触发器  复杂业务规则（余额不可为负等）

外键的三种 ON DELETE 行为：

父行(cf_user)被删除时，子行(cf_comment)怎么办？
RESTRICT → 拒绝删除（ERROR 1451）        「有人引用你，不许走」
CASCADE  → 子行跟着删                    「陪葬」
SET NULL → 子行的外键列置 NULL            「断开关系，各自安好」

跟着做

步骤 0：数据准备

USE sql_practice;
TRUNCATE TABLE cf_submission;
TRUNCATE TABLE cf_practice_record;
TRUNCATE TABLE cf_user;
TRUNCATE TABLE cf_problem;
-- 执行第 1 课步骤 4 的四段 INSERT，恢复初始数据

步骤 1：主键与唯一约束实战

-- 唯一键冲突（cf_problem.slug 已有 uk_slug）
INSERT INTO cf_problem (slug, title) VALUES ('two-sum', '重复题');
-- ERROR 1062 Duplicate entry 'two-sum' for key 'uk_slug'

-- NOT NULL 违反
INSERT INTO cf_user (username, email) VALUES (NULL, 'x@x.com');
-- ERROR 1048 Column 'username' cannot be null

再验证「唯一约束允许多个 NULL」：

CREATE TABLE t_tag (
  id   INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50) UNIQUE
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO t_tag (name) VALUES ('dp'), (NULL), (NULL);
SELECT * FROM t_tag;   -- 两个 NULL 都插入成功
DROP TABLE t_tag;

InnoDB 视 NULL 为「未知」，未知与未知不冲突，所以唯一索引列可以有多行 NULL——判断「是否已设置」要靠 IS NULL，而不是靠唯一约束。

步骤 2：外键之 RESTRICT——默认的「不许删」

CREATE TABLE cf_comment (
  id         BIGINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  user_id    BIGINT UNSIGNED NOT NULL,
  content    VARCHAR(500) NOT NULL,
  created_at DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  CONSTRAINT fk_comment_user
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES cf_user (id)
    ON DELETE RESTRICT
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO cf_comment (user_id, content) VALUES (1, '这道题解法很妙');

DELETE FROM cf_user WHERE id = 1;
-- ERROR 1451 Cannot delete or update a parent row:
-- a foreign key constraint fails (`sql_practice`.`cf_comment`, CONSTRAINT `fk_comment_user`)