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

CHECK 约束用于限制表中某个字段的值必须满足指定条件。当为表添加 CHECK 约束后,在插入或者更新表的数据时,TiDB 会检查约束条件是否满足,如果不满足,则会报错。

TiDB 中 CHECK 约束的语法如下,与 MySQL 中一致:

[CONSTRAINT [symbol]] CHECK (expr) [[NOT] ENFORCED]

语法说明:

  • [] 中的内容表示可选项。
  • CONSTRAINT [symbol] 表示 CHECK 约束的名称。
  • CHECK (expr) 表示约束条件,其中 expr 需要为一个布尔表达式。对于表中的每一行,该表达式的计算结果必须为 TRUEFALSEUNKNOWN (对于 NULL 值) 中的一个。对于某行数据,如果该表达式计算结果为 FALSE,则表示违反约束条件。
  • [NOT] ENFORCED 表示是否执行约束,可以用于启用或者禁用 CHECK 约束。

添加 CHECK 约束

在 TiDB 中,你可以在 CREATE TABLE 或者 ALTER TABLE 语句中为表添加 CHECK 约束。

  • CREATE TABLE 语句中添加 CHECK 约束的示例:

    CREATE TABLE t(a INT CHECK(a > 10) NOT ENFORCED, b INT, c INT, CONSTRAINT c1 CHECK (b > c));
  • ALTER TABLE 语句中添加 CHECK 约束的示例:

    ALTER TABLE t ADD CONSTRAINT CHECK (1 < c);

在添加或者启用 CHECK 约束时,TiDB 会对表中的存量数据进行校验。如果存在违反约束的数据,添加 CHECK 约束操作将失败并且报错。

在添加 CHECK 约束时,可以指定约束名,也可以不指定约束名。如果不指定约束名,那么 TiDB 会自动生成一个格式为 <tableName>_chk_<1, 2, 3...> 的约束名。

查看 CHECK 约束

你可以通过 SHOW CREATE TABLE 查看表中的约束信息。例如:

SHOW CREATE TABLE t; +-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Table | Create Table | +-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | t | CREATE TABLE `t` ( `a` int(11) DEFAULT NULL, `b` int(11) DEFAULT NULL, `c` int(11) DEFAULT NULL, CONSTRAINT `c1` CHECK ((`b` > `c`)), CONSTRAINT `t_chk_1` CHECK ((`a` > 10)) /*!80016 NOT ENFORCED */, CONSTRAINT `t_chk_2` CHECK ((1 < `c`)) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin | +-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

删除 CHECK 约束

删除 CHECK 约束时,你需要指定需要删除的约束名。例如:

ALTER TABLE t DROP CONSTRAINT t_chk_1;

启用或禁用 CHECK 约束

在为表添加 CHECK 约束的时候,可以指定当插入或者更新数据时 TiDB 是否执行约束检查。

  • 如果指定了 NOT ENFORCED,当插入或者更新数据时,TiDB 不会检查约束条件。
  • 如果未指定 NOT ENFORCED 或者指定了 ENFORCED,当插入或者更新数据时,TiDB 会检查约束条件。

除了在添加约束时候指定 [NOT] ENFORCED,你还可以在 ALTER TABLE 语句中启用或者禁用 CHECK 约束。例如:

ALTER TABLE t ALTER CONSTRAINT c1 NOT ENFORCED;

与 MySQL 的兼容性

  • 不支持在添加列的同时添加 CHECK 约束(例如,ALTER TABLE t ADD COLUMN a CHECK(a > 0))),否则只有列会被添加成功,TiDB 会忽略 CHECK 约束但不会报错。
  • 不支持使用 ALTER TABLE t CHANGE a b int CHECK(b > 0) 添加 CHECK 约束,使用该语句时 TiDB 会报错。

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_placeON 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_pessimisticOFF 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:

  • t2 创建失败,因为定义为主键的列 a 不能允许 NULL 值。
  • t3 创建失败,因为一张表只能有一个主键。
  • 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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