有趣的特性：CHECK約束

2022 年 8 月 7 日
筆記
GreatSQL

有趣的特性：CHECK約束

功能說明

在MySQL 8.0.16以前， CREATE TABLE允許從語法層面輸入下列CHECK約束，但實際沒有效果：

CHECK (expr)

在 MySQL 8.0.16，CREATE TABLE添加了針對所有存儲引擎的表和列的CHECK約束的核心特性。CREATE TABLE允許如下針對錶或列的約束語法：

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

可選的symbol指定了約束的名稱，如果省略，MySQL會自動生成一個類似：${table_name}_check_${seq_num}的約束名稱，約束名稱是大小寫敏感的，且最長可以到64個字元

expr設定了一個返回值為boolean類型的約束條件，表達式對所有的數據行評估的結果值為：TRUE或UNKNOWN（對 NULL值），當值為FALSE時，約束就被違反，產生的效果與執行的語句有關
可選的執行子句標識約束是否需要被強制：
- 當未指定或指定為: ENFORCED時，約束被創建且生效
- 當指定為: NOT ENFORCED時，約束被創建但未生效
一個CHECK約束可以被指定為表約束或列約束
- 表約束不會出現在列定義內，可以引用任意多個或一個列，且允許引用後續定義的表列
- 列約束出現在列定義內，僅允許引用該列

示例如下：

CREATE TABLE t1
(
  CHECK (c1 <> c2),
  c1 INT CHECK (c1 > 10),
  c2 INT CONSTRAINT c2_positive CHECK (c2 > 0),
  c3 INT CHECK (c3 < 100),
  CONSTRAINT c1_nonzero CHECK (c1 <> 0),
  CHECK (c1 > c3)
);

以上示例包含了列約束和表約束，命名和未命名的格式：

第一個約束是一個不包含在任何列定義內的表約束，所以允許引用任意列，且引用了後續定義的列，同時沒有給出約束名稱，所以MySQL會給該約束生成一個名字
後續的3個約束是包含在列定義內的列約束，所有指定引用所在的列
最後的兩個是表約束

如果想查看上述命令所生成的約束名，可以輸入以下SHOW CREATE TABLE命令：

mysql> SHOW CREATE TABLE t1\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
  `c1` int(11) DEFAULT NULL,
  `c2` int(11) DEFAULT NULL,
  `c3` int(11) DEFAULT NULL,
  CONSTRAINT `c1_nonzero` CHECK ((`c1` <> 0)),
  CONSTRAINT `c2_positive` CHECK ((`c2` > 0)),
  CONSTRAINT `t1_chk_1` CHECK ((`c1` <> `c2`)),
  CONSTRAINT `t1_chk_2` CHECK ((`c1` > 10)),
  CONSTRAINT `t1_chk_3` CHECK ((`c3` < 100)),
  CONSTRAINT `t1_chk_4` CHECK ((`c1` > `c3`))
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

SQL規範要求：所有約束(包括：PRIMARY KEY, UNIQUE，FOREIGN KEY, CHECK)屬於同一個命名空間(NAMESPACE)，在MySQL實現中，所有的約束類型在每個schema (database)內有自己的命名空間。所以，CHECK約束的名稱在SCHEMA內必須唯一，也就是說不允許有兩張表使用同一個CHECK約束名稱。(例外：一個臨時表可能使用與非臨時表一樣的約束名稱)

CHECK的條件表達式必須遵守以下規則，如果包含不允許的結構，將會觸發錯誤：

非生成列和生成列允許被添加到表達式，但包含AUTO_INCREMENT屬性的列和其他表的列不允許被加入
字面量和確定性(deterministic)的內置函數以及操作符允許被添加到表達式，確定性的含義是：同樣的數據不同用戶的多次調用的結果是一致的，非確定性的函數包括：CONNECTION_ID()，CURRENT_USER()，NOW()
存儲函數和用戶自定義函數不被允許
存儲過程不被允許
變數：系統變數、用戶自定義變數和存儲過程的本地變數均不被允許使用
子查詢不應許被使用
外鍵參考動作，如：ON UPDATE， ON DELETE被禁止在包含CHECK約束的列使用，相應的，CHECK約束也被禁止在使用外鍵參考動作的列使用
CHECK約束在插入、更新、替換(REPLACE)和LOAD DATA/XML語句的時候被評估，如果評估結果是FALSE將觸發錯誤，如果錯誤發生，已經提交的數據的處理與對應存儲引擎是否支援事務有關，也依賴嚴格SQL模式是否生效
如果約束表達式所需的數據類型與聲明的列類型不一致，數據將參考MySQL的類型轉換規則被隱式的轉換

約束表達式在不同的SQL模式下，可能返回不同的結果

另外，在INFORMATION_SCHEMA的CHECK_CONSTRAINTS表中存放著所有表中定義的CHECK約束的資訊。

建議使用CHECK約束的場景

複雜業務場景下的約束，從架構角度看，允許有不同的實現方式：

放在資料庫表中，通過約束實現，但不支援子查詢
放在資料庫中，通過觸發器(TRIGGER)實現
放在應用程式的邏輯中，在提前資料庫前檢查

一般性的，選擇不同方式的原則如下：

如果CHECK約束可以實現，且約束比較穩定，一般用CHECK約束實現，比如：年齡不允許為負數，不允許>150等，比如：

CREATE TABLE Departments (
    ID int NOT NULL,
    PID int NOT NULL,
    Name varchar(255) NOT NULL Default '',
    CHECK (ID>=1)
);
-- add check separately
ALTER TABLE Departments
ADD CONSTRAINT CHK_PID CHECK (ID>=1 AND PID >=0);
-- remove check
ALTER TABLE Departments
DROP CHECK CHK_PID;

如果屬於資料庫邏輯，比如：審計，外鍵可以使用觸發器

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `department` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `pid` int COMMENT 'parent id',
  `name` varchar(100) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE = InnoDB;


CREATE TRIGGER pid_insert_check 
BEFORE INSERT ON department 
FOR EACH ROW 
BEGIN
  IF (NEW.pid <> 0 AND NEW.pid NOT IN (select id from department)) THEN
    signal sqlstate '45000'
    set message_text = 'department parent id has to be chosen from id';
  END IF;
END


CREATE TRIGGER pid_delete_check 
BEFORE DELETE ON department 
FOR EACH ROW 
BEGIN
  IF (OLD.id < 0 OR OLD.id IN (select pid from department)) THEN
    signal sqlstate '45000'
    set message_text = 'department parent id has to be chosen from id';
  END IF;
END

如果屬於業務邏輯，建議放在應用層處理，方便開發者：理解和維護，但是：也需要通過強化業務管理，避免特權用戶偶發操作引起對數據完整性的破壞

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