数据库内部结构：外键约束的实现

Question

外键是如何实现的，例如，在 PostgreSQL 中？

我注意到在创建外键时涉及大量散列，因此我假设在引用主键列的外键列上创建基于散列的索引。如果是这样（例如，当我们想从引用的 table 中删除一行时——这个带有主键的行或所谓的主键 table）我们可以很容易地检查引用的行 table =14=]实际引用与否。更重要的是，DBMS 可能要求引用的主键列上至少有一个 B+ 树索引，因为当我们要向引用 table 插入新行时，我们可以很容易地检查是否有所需的行引用的 table 中存在主键值。一些消息来源声称触发器用于确保外键约束。

Answer 1

在 Postgres 中，master table 中的引用列需要具有 UNIQUE 或 PRIMARY KEY 约束。 Per documentation:

The referenced columns must be the columns of a non-deferrable unique or primary key constraint in the referenced table.

两者目前都总是使用 btree 索引实现。所以在引用的列上总是一个btree索引：

How does PostgreSQL enforce the UNIQUE constraint / what type of index does it use?

引用列根本不需要索引。如果 master table 中的行永远不会更新或删除，这可能就足够了。否则，引用列也应该被索引，但这不是由系统强制执行的。这只是关于性能优化，而不是数据完整性。

FK 约束本身的实际实现是系统目录中的一个条目pg_constraint, a special internal trigger and another entry in pg_depend。

Answer 2

我检查过，确实，PostgreSQL 没有为外键创建索引（使用此查询：）。

另一方面，为外键创建了一些触发器：

test=# SELECT tgname AS trigger_name
  FROM pg_trigger
 WHERE tgname !~ '^pg_';
 trigger_name
--------------
(0 rows)

test=# ALTER TABLE LINEITEM ADD CONSTRAINT LINEITEM_FK1 FOREIGN KEY (L_ORDERKEY)  REFERENCES ORDERS;
ALTER TABLE
test=# SELECT tgname AS trigger_name                                                               
  FROM pg_trigger
 WHERE tgname !~ '^pg_';
         trigger_name        
------------------------------
 RI_ConstraintTrigger_a_16419
 RI_ConstraintTrigger_a_16420
 RI_ConstraintTrigger_c_16421
 RI_ConstraintTrigger_c_16422

因此，我假设在 PostgreSQL 中创建外键期间，为引用的 table 创建了一个哈希映射，然后对引用的每一行执行探测 table。

有趣的是，MonetDB 为主键和外键创建了不同类型的索引（可能分别是 join-index 和 hash-index）。

sql>select * from sys.idxs;
+------+----------+------+-------------+
| id   | table_id | type | name        |
+======+==========+======+=============+
| 6467 |     6446 |    0 | orders_pk   |
| 6470 |     6464 |    1 | lineitem_fk |
+------+----------+------+-------------+
2 tuples (3.921ms)

此外，Oracle 使用索引强制执行主键约束，默认情况下它不会为外键创建任何索引，但是，有一些外键索引技巧：https://asktom.oracle.com/pls/asktom/f?p=100:11:0::::P11_QUESTION_ID:292016138754

数据库内部结构：外键约束的实现

Database internals: implementation of a foreign key constraint

database

postgresql

database-design

foreign-keys