什么是主键？

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什么是主键？
在关系型数据库中，主键（Primary Key）是一个至关重要的概念，它是用来唯一标识表（Relation）中每一行（Record/Tuple）数据的一列或一组列。主键是关系模型中确保数据完整性、准确性和可检索性的核心机制。

主键的特性
一个合格的主键必须满足以下两个基本特性：

唯一性（Uniqueness）：

主键列（或列组合）中的值在表中必须是唯一的。这意味着任何两行记录不能拥有相同的主键值。
唯一性是主键能够识别特定记录的基础。
非空性（Non-nullability）：

主键列中的值不能包含空值（NULL）。
如果允许空值，那么就无法保证每一行都有一个明确的标识符，这与主键的唯一标识作用相矛盾。
简而言之，主键就像是每张表里每条记录的“身份证号码”，它独一无二，且不可为空。

主键的作用和重要性
主键在关系型数据库中扮演着多重关键角色：

唯一标识记录：
这是主键最直接也是最重要的作用。它确保了表中的每一行数据都可以被明确且唯一地引用。当我们需要查找、更新或删除某一行数据时，使用主键是最精确和高效的方式。

强制数据完整性（Entity Integrity）：
主键的唯一性和非空性约束确保了数据的实体完整性，即表中的每一条记录都是一个独立的、完整的实体，不会有重复或不完整的记录。

建立表之间的关系：
主键是连接不同表的基础。通过在另一个表中创建**外键（Foreign Key）**来引用主键，可以在多个表之间建立逻辑上的关联。例如，在“订单”表中，通过存储“客户”表的主键 CustomerID 作为外键，就可以知道每个订单是由哪个客户下的。这种关系是关系型数据库强大之处的核心。

提高查询性能：
大多数关系型数据库在创建主键时会自动在主 女性数据库 键列上创建索引（Index）（通常是聚簇索引或唯一索引）。索引能够大大加快基于主键的查询速度，因为数据库可以快速定位到特定的行，而无需扫描整个表。

支持数据操作：
在进行数据的插入、更新和删除操作时，主键是数据库系统内部进行高效管理和维护的依据。例如，更新一行数据时，数据库会根据主键找到目标行。

方便应用程序开发：
开发者在编写应用程序代码时，可以使用主键作为操作数据的标准引用。这使得数据操作逻辑更加清晰和健壮。

主键的选择
选择合适的主键非常重要。通常有以下几种类型：

业务主键（Natural Key）：

使用业务中具有唯一标识意义的属性作为主键，例如身份证号、学号、商品编码等。
优点： 具有业务含义，易于理解。
缺点： 业务属性本身可能发生变化（例如，公司编码规范调整），或者可能无法保证全球唯一性，或者可能包含敏感信息。
代理主键 / 人工主键（Surrogate Key / Artificial Key）：

创建一个没有业务含义的独立列作为主键，通常是自动递增的整数（如自增长 ID）或全局唯一标识符（GUID/UUID）。
优点：
稳定性： 不受业务逻辑变化的影响，一旦生成就不会改变。
唯一性保证： 数据库系统可以自动生成唯一的 ID。
简单性： 通常是短小的数字，占用存储空间小，索引效率高（对于整数 ID）。
隐私性： 不包含敏感业务信息。
缺点： 没有业务含义，需要额外的一列来存储。
这是现代数据库设计中更推荐和普遍采用的主键类型。
复合主键（Composite Key）：

由两列或多列共同组成主键，这些列的组合值在表中是唯一的。
优点： 可以反映实体之间更复杂的唯一性约束。
缺点： 比单列主键更复杂，索引效率可能略低，作为外键时引用也更复杂。
典型应用场景： 关联表（Many-to-Many Relationship）中，例如“订单商品”表，其主键可能是 OrderID 和 ProductID 的组合。
示例
考虑一个简单的“学生”表：

StudentID (主键) Name Age Major
1001 张三 20 计算机
1002 李四 21 软件工程
1003 王五 20 计算机

Export to Sheets
在这个表中，StudentID 列被定义为主键。

它保证了每个学生的 ID 都是唯一的（不会有另一个学生也拥有 1001 这个 ID）。
它也不能是空值。
我们可以通过 StudentID = 1002 准确地找到学生李四的信息。
如果没有主键，或者主键设计不合理，那么数据的唯一性和完整性将无法得到保证，数据库的管理和查询会变得混乱且低效。因此，在设计任何关系型数据库时，正确地定义主键是至关重要的第一步。