MySQL 主键、外键、索引
干货：
主键是关系表中记录的唯一标识。主键的选取非常重要：主键不要带有业务含义，而应该使用BIGINT自增或者GUID类型。主键也不应该允许NULL。可以使用多个列作为联合主键，但联合主键并不常用。
关系数据库通过 外键可以实现一对多、多对多和一对一的关系。外键既可以通过数据库来约束，也可以不设置约束，仅依靠应用程序的逻辑来保证。
通过对数据库表创建 索引，可以提高查询速度。通过创建唯一索引，可以保证某一列的值具有唯一性。数据库索引对于用户和应用程序来说都是透明的。
一、SQL（Structured Query Language）
数据模型：层次模型、网状模型、关系模型
数据类型：
关系型数据库：MYSQL
非关系型数据库：NoSQL、MongoDB、Cassandra、Dynamo
主流关系数据库：
商用数据库，例如：Oracle，SQL Server，DB2等；
开源数据库，例如：MySQL，PostgreSQL等；
桌面数据库，以微软Access为代表，适合桌面应用程序使用；
嵌入式数据库，以Sqlite为代表，适合手机应用和桌面程序。
SQL语言定义了三种操作数据库的能力：
DDL: Data Definition Language
DDL允许用户定义数据，即创建表、删除表、修改表结构这些操作。通常,DDL由数据库管理员执行DML: Data Manipulation Language
DML为用户提供添加、删除、更新数据的能力，这些是应用程序对数据库的日常操作。DQL: Data Query Language
DQL允许用户查询数据，这也是通常最频繁的数据库日常操作。
语法特点：SQL语言关键字不区分大小写，但是，针对不同的数据库，对于表名和列名，有的数据库区分大小写，有的数据库不区分大小写。同一个数据库，有的在Linux上区分大小写，有的在Windows上不区分大小写。
二、关系模型
关系数据库是建立在关系模型上的，而关系模型本质上是若干个存储数据的二维表，可以把它们看做很多Excel表。
表的每一行称为记录（Record），记录是一个逻辑意义上的数据；
表的每一列称为字段（Column），同一个表的每一行记录都拥有相同的若干字段。
字段定义了数据类型（整型、浮点型、字符串、日期等），以及是否允许为NULL。注意NULL表示字段数据不存在。一个整型字段如果为NULL不表示它的值为0，同样的，一个字符串型字段为NULL也不表示它的值为空串''。
和Excel表有所不同的是，关系数据库的表和表之间需要建立“一对多”，“多对一”和“一对一”的关系，这样才能够按照应用程序的逻辑来组织和存储数据。
1.主键
对于关系表，有个很重要的约束，就是任意两条记录不能重复。不能重复不是指两条记录不完全相同，而是指能够通过某个字段唯一区分出不同的记录，这个字段被称为主键。
选取主键的一个基本原则是：不使用任何业务相关的字段作为主键。
作为主键最好是完全业务无关的字段，我们一般把这个字段命名为id。常见的可作为id字段的类型有：
自增整数类型：数据库会在插入数据时自动为每一条记录分配一个自增整数，这样我们就完全不用担心主键重复，也不用自己预先生成主键；
对于大部分应用来说，通常自增类型的主键就能满足需求。我们在students表中定义的主键也是BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT类型。
如果使用INT自增类型，那么当一张表的记录数超过2147483647（约21亿）时，会达到上限而出错。使用BIGINT自增类型则可以最多约922亿亿条记录。
联合主键
关系数据库实际上还允许通过多个字段唯一标识记录，即两个或更多的字段都设置为主键，这种主键被称为联合主键。
对于联合主键，允许一列有重复，只要不是所有主键列都重复即可：
id_numid_typeother columns…1A…2B…3B…
如果我们把上述表的id_num和id_type这两列作为联合主键，那么上面的3条记录都是允许的，因为没有两列主键组合起来是相同的。
没有必要的情况下，我们尽量不使用联合主键，因为它给关系表带来了复杂度的上升。
2.外键
在students表中，通过class_id的字段，可以把数据与另一张表关联起来，这种列称为外键。
创建外键
外键并不是通过列名实现的，而是通过定义外键约束实现的：
ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT fk_class_id
FOREIGN KEY (class_id)
REFERENCES classes (id);其中，外键约束的名称fk_class_id可以任意，FOREIGN KEY (class_id)指定了class_id作为外键，REFERENCES classes (id)指定了这个外键将关联到classes表的id列（即classes表的主键）。
通过定义外键约束，关系数据库可以保证无法插入无效的数据。即如果classes表不存在id=99的记录，students表就无法插入class_id=99的记录。
由于外键约束会降低数据库的性能，大部分互联网应用程序为了追求速度，并不设置外键约束，而是仅靠应用程序自身来保证逻辑的正确性。这种情况下，class_id仅仅是一个普通的列，只是它起到了外键的作用而已。
删除外键
ALTER TABLE students
DROP FOREIGN KEY fk_class_id;注意：删除外键约束并没有删除外键这一列。删除列是通过DROP COLUMN ...实现的。
多对多
通过一个表的外键关联到另一个表，我们可以定义出一对多关系。有些时候，还需要定义“多对多”关系。例如，一个老师可以对应多个班级，一个班级也可以对应多个老师，因此，班级表和老师表存在多对多关系。
多对多关系实际上是通过两个一对多关系实现的，即通过一个中间表，关联两个一对多关系，就形成了多对多关系。
一对一
一对一关系是指，一个表的记录对应到另一个表的唯一一个记录。
例如，students表的每个学生可以有自己的联系方式，如果把联系方式存入另一个表contacts，我们就可以得到一个“一对一”关系：
idstudent_idmobile11135xxxx630022138xxxx220935139xxxx8086
那为啥不给students表增加一个mobile列，这样就能合二为一了？
如果业务允许，完全可以把两个表合为一个表。但是，有些时候，如果某个学生没有手机号，那么，contacts表就不存在对应的记录。实际上，一对一关系准确地说，是contacts表一对一对应students表。
还有一些应用会把一个大表拆成两个一对一的表，目的是把经常读取和不经常读取的字段分开，以获得更高的性能。例如，把一个大的用户表分拆为用户基本信息表user_info和用户详细信息表user_profiles，大部分时候，只需要查询user_info表，并不需要查询user_profiles表，这样就提高了查询速度。
3.索引
例如：
对于students表：
idclass_idnamegenderscore11小明M9021小红F9531小军M88
如果要经常根据score列进行查询，就可以对score列创建索引：
ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_score (score);使用ADD INDEX idx_score (score)就创建了一个名称为idx_score，使用列score的索引。索引名称是任意的，索引如果有多列，可以在括号里依次写上，例如：
ALTER TABLE students
ADD INDEX idx_name_score (name, score);索引的效率取决于索引列的值是否散列，即该列的值如果越互不相同，那么索引效率越高。反过来，如果记录的列存在大量相同的值，例如gender列，大约一半的记录值是M，另一半是F，因此，对该列创建索引就没有意义。
可以对一张表创建多个索引。索引的优点是提高了查询效率，缺点是在插入、更新和删除记录时，需要同时修改索引，因此，索引越多，插入、更新和删除记录的速度就越慢。
对于主键，关系数据库会自动对其创建主键索引。使用主键索引的效率是最高的，因为主键会保证绝对唯一。
唯一索引
但是，这些列根据业务要求，又具有唯一性约束：即不能出现两条记录存储了同一个身份证号。这个时候，就可以给该列添加一个唯一索引。例如，我们假设students表的name不能重复：
ALTER TABLE students
ADD UNIQUE INDEX uni_name (name);通过UNIQUE关键字我们就添加了一个唯一索引。
也可以只对某一列添加一个唯一约束而不创建唯一索引：
ALTER TABLE students
ADD CONSTRAINT uni_name UNIQUE (name);