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约束

TiDB 支持的约束与 MySQL 的基本相同。

非空约束

TiDB 支持的非空约束规则与 MySQL 支持的一致。例如：

CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 age INT NOT NULL,
 last_login TIMESTAMP
);

INSERT INTO users (id,age,last_login) VALUES (NULL,123,NOW());

Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

INSERT INTO users (id,age,last_login) VALUES (NULL,NULL,NOW());

ERROR 1048 (23000): Column 'age' cannot be null

INSERT INTO users (id,age,last_login) VALUES (NULL,123,NULL);

Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

  • 第一条 INSERT 语句成功，因为对于定义为 AUTO_INCREMENT 的列，允许 NULL 作为其特殊值。TiDB 将为其分配下一个自动值。

  • 第二条 INSERT 语句失败，因为 age 列被定义为 NOT NULL。

  • 第三条 INSERT 语句成功，因为 last_login 列没有被明确地指定为 NOT NULL。默认允许 NULL 值。

CHECK 约束

TiDB 会解析并忽略 CHECK 约束。该行为与 MySQL 5.7 仅为语法兼容，实际上并不支持。

示例如下：

DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 username VARCHAR(60) NOT NULL,
 UNIQUE KEY (username),
 CONSTRAINT min_username_length CHECK (CHARACTER_LENGTH(username) >=4)
);
INSERT INTO users (username) VALUES ('a');
SELECT * FROM users;

唯一约束

唯一约束是指唯一索引和主键列中所有的非空值都是唯一的。

乐观事务

在 TiDB 的乐观事务中，默认会对唯一约束进行惰性检查。通过在事务提交时再进行批量检查，TiDB 能够减少网络开销、提升性能。例如：

DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 username VARCHAR(60) NOT NULL,
 UNIQUE KEY (username)
);
INSERT INTO users (username) VALUES ('dave'), ('sarah'), ('bill');

乐观事务模式下且 tidb_constraint_check_in_place=OFF：

BEGIN OPTIMISTIC;
INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill');

Query OK, 3 rows affected (0.00 sec)
Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0

INSERT INTO users (username) VALUES ('steve'),('elizabeth');

Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

COMMIT;

ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'bill' for key 'users.username'

在以上乐观事务的示例中，唯一约束的检查推迟到事务提交时才进行。由于 bill 值已经存在，这一行为导致了重复键错误。

你可通过设置 tidb_constraint_check_in_place 为 ON 停用此行为（该变量仅适用于乐观事务，悲观事务需通过 tidb_constraint_check_in_place_pessimistic 设置）。当 tidb_constraint_check_in_place 设置为 ON 时，TiDB 会在执行语句时就对唯一约束进行检查。例如：

DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 username VARCHAR(60) NOT NULL,
 UNIQUE KEY (username)
);
INSERT INTO users (username) VALUES ('dave'), ('sarah'), ('bill');

SET tidb_constraint_check_in_place = ON;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

BEGIN OPTIMISTIC;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill');

ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'bill' for key 'users.username'

第一条 INSERT 语句导致了重复键错误。这会造成额外的网络通信开销，并可能降低插入操作的吞吐量。

悲观事务

在 TiDB 的悲观事务中，默认在执行任何一条需要插入或更新唯一索引的 SQL 语句时都会进行唯一约束检查：

DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 username VARCHAR(60) NOT NULL,
 UNIQUE KEY (username)
);
INSERT INTO users (username) VALUES ('dave'), ('sarah'), ('bill');

BEGIN PESSIMISTIC;
INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill');

ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'bill' for key 'users.username'

对于悲观事务，你可以设置变量 tidb_constraint_check_in_place_pessimistic 为 OFF 来推迟唯一约束检查，到下一次对该唯一索引项加锁时或事务提交时再进行检查，同时也跳过对该悲观锁加锁，以获得更好的性能。此时需要注意：

  • 由于推迟了唯一约束检查，TiDB 可能会读取到不满足唯一约束的结果，执行 COMMIT 语句时可能返回 Duplicate entry 错误。返回该错误时，TiDB 会回滚当前事务。

    下面这个例子跳过了对 bill 的加锁，因此 TiDB 可能读到不满足唯一性约束的结果：

    SET tidb_constraint_check_in_place_pessimistic = OFF;
BEGIN PESSIMISTIC;
INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill'); -- Query OK, 3 rows affected
SELECT * FROM users FOR UPDATE;

    TiDB 读到了不满足唯一性约束的结果：有两个 bill。

    +----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1  | dave     |
| 2  | sarah    |
| 3  | bill     |
| 7  | jane     |
| 8  | chris    |
| 9  | bill     |
+----+----------+

    此时，如果提交事务，TiDB 将进行唯一约束检查，报出 Duplicate entry 错误并回滚事务。

    COMMIT;

    ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'bill' for key 'users.username'

  • 关闭该变量时，如果在事务中写入数据，执行 COMMIT 语句可能会返回 Write conflict 错误。返回该错误时，TiDB 会回滚当前事务。

    在下面这个例子中，当有并发事务写入时，跳过悲观锁导致事务提交时报出 Write conflict 错误并回滚。

    DROP TABLE IF EXISTS users;
CREATE TABLE users (
id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
username VARCHAR(60) NOT NULL,
UNIQUE KEY (username)
);

SET tidb_constraint_check_in_place_pessimistic = OFF;
BEGIN PESSIMISTIC;
INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill'); -- Query OK, 3 rows affected

    然后另一个会话中写入了 bill：

    INSERT INTO users (username) VALUES ('bill'); -- Query OK, 1 row affected

    在第一个会话中提交时，TiDB 会报出 Write conflict 错误。

    COMMIT;

    ERROR 9007 (HY000): Write conflict, txnStartTS=435688780611190794, conflictStartTS=435688783311536129, conflictCommitTS=435688783311536130, key={tableID=74, indexID=1, indexValues={bill, }} primary={tableID=74, indexID=1, indexValues={bill, }}, reason=LazyUniquenessCheck [try again later]

  • 关闭该变量时，如果多个悲观事务之间存在写冲突，悲观锁可能会在其它悲观事务提交时被强制回滚，因此产生 PessimisticLockNotFound 错误。发生该错误时，说明该业务不适合推迟悲观事务的唯一约束检查，应考虑调整业务避免冲突，或在发生错误后重试事务。

  • 关闭该变量会导致悲观事务中可能报出错误 8147: LazyUniquenessCheckFailure。

    下面的例子在 INSERT 语句执行时跳过了一次加锁后，在 DELETE 语句执行时对该唯一索引加锁并检查，即会在该语句报错：

    SET tidb_constraint_check_in_place_pessimistic = OFF;
BEGIN PESSIMISTIC;
INSERT INTO users (username) VALUES ('jane'), ('chris'), ('bill'); -- Query OK, 3 rows affected
DELETE FROM users where username = 'bill';

    ERROR 8147 (23000): transaction aborted because lazy uniqueness check is enabled and an error occurred: [kv:1062]Duplicate entry 'bill' for key 'users.username'

  • 关闭该变量时，1062 Duplicate entry 报错不一定是当前执行的 SQL 语句所发生的错误。因此，在一个事务操作多个表，且这些表有同名索引时，请注意 1062 报错信息中提示的是哪个表的哪个索引发生了错误。

主键约束

与 MySQL 行为一样，主键约束包含了唯一约束，即创建了主键约束相当于拥有了唯一约束。此外，TiDB 其他的主键约束规则也与 MySQL 相似。例如：

CREATE TABLE t1 (a INT NOT NULL PRIMARY KEY);

Query OK, 0 rows affected (0.12 sec)

CREATE TABLE t2 (a INT NULL PRIMARY KEY);

ERROR 1171 (42000): All parts of a PRIMARY KEY must be NOT NULL; if you need NULL in a key, use UNIQUE instead

CREATE TABLE t3 (a INT NOT NULL PRIMARY KEY, b INT NOT NULL PRIMARY KEY);

ERROR 1068 (42000): Multiple primary key defined

CREATE TABLE t4 (a INT NOT NULL, b INT NOT NULL, PRIMARY KEY (a,b));

Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)

分析：

  • 表 t2 创建失败，因为定义为主键的列 a 不能允许 NULL 值。
  • 表 t3 创建失败，因为一张表只能有一个主键。
  • 表 t4 创建成功，因为虽然只能有一个主键，但 TiDB 支持定义一个多列组合作为复合主键。

除上述规则外，TiDB 目前仅支持对 NONCLUSTERED 的主键进行添加和删除操作。例如：

CREATE TABLE t5 (a INT NOT NULL, b INT NOT NULL, PRIMARY KEY (a,b) CLUSTERED);
ALTER TABLE t5 DROP PRIMARY KEY;

ERROR 8200 (HY000): Unsupported drop primary key when the table is using clustered index

CREATE TABLE t5 (a INT NOT NULL, b INT NOT NULL, PRIMARY KEY (a,b) NONCLUSTERED);
ALTER TABLE t5 DROP PRIMARY KEY;

Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)

要了解关于 CLUSTERED 主键的详细信息，请参考聚簇索引。

外键约束

TiDB 支持创建外键约束。例如：

CREATE TABLE users (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 doc JSON
);
CREATE TABLE orders (
 id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
 user_id INT NOT NULL,
 doc JSON,
 FOREIGN KEY fk_user_id (user_id) REFERENCES users(id)
);

SELECT table_name, column_name, constraint_name, referenced_table_name, referenced_column_name
FROM information_schema.key_column_usage WHERE table_name IN ('users', 'orders');

+------------+-------------+-----------------+-----------------------+------------------------+
| table_name | column_name | constraint_name | referenced_table_name | referenced_column_name |
+------------+-------------+-----------------+-----------------------+------------------------+
| users      | id          | PRIMARY         | NULL                  | NULL                   |
| orders     | id          | PRIMARY         | NULL                  | NULL                   |
| orders     | user_id     | fk_user_id      | users                 | id                     |
+------------+-------------+-----------------+-----------------------+------------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

TiDB 也支持使用 ALTER TABLE 命令来删除外键 (DROP FOREIGN KEY) 和添加外键 (ADD FOREIGN KEY)：

ALTER TABLE orders DROP FOREIGN KEY fk_user_id;
ALTER TABLE orders ADD FOREIGN KEY fk_user_id (user_id) REFERENCES users(id);

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