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大家好,我是只谈技术不剪发的 Tony 老师。这次我们来介绍一个 MySQL 8.0 增加的新功能:检查约束(CHECK )。

SQL 中的检查约束属于完整性约束的一种,可以用于约束表中的某个字段或者一些字段必须满足某个条件。例如用户名必须大写、余额不能小于零等。

我们常见的数据库都实现了检查约束,例如 Oracle、SQL Server、PostgreSQL 以及 SQLite;然而 MySQL 一直以来没有真正实现该功能,直到最新的 MySQL 8.0.16。

MySQL 8.0.15 之前

在 MySQL 8.0.15 以及之前的版本中,虽然 CREATE TABLE 语句允许CHECK (expr)形式的检查约束语法,但实际上解析之后会忽略该子句。例如

mysql> select version();
+-----------+
| version() |
+-----------+
| 8.0.15  |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> CREATE TABLE t1
  -> (
  ->  c1 INT CHECK (c1 > 10),
  ->  c2 INT ,
  ->  c3 INT CHECK (c3 < 100),
  ->  CONSTRAINT c2_positive CHECK (c2 > 0),
  ->  CHECK (c1 > c3)
  -> );
Query OK, 0 rows affected (0.33 sec)

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
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci
1 row in set (0.00 sec)

虽然我们在定义时指定了各种 CHECK 选项,但最终的表结构中不包含任何检查约束。这也意味着我们可以插入非法的数据:

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(1, -1, 100);
Query OK, 1 row affected (0.06 sec)

如果我们想要在 MySQL 8.0.15 之前实现类似的检查约束,可以使用触发器;或者创建一个包含 WITH CHECK OPTION 选项的视图,然后通过视图插入或修改数据。

MySQL 8.0.16 之后

MySQL 8.0.16 于 2019 年 4 月 25 日发布,终于带来了我们期待已久的 CHECK 约束功能,而且对于所有的存储引擎都有效。CREATE TABLE 语句允许以下形式的 CHECK 约束语法,可以指定列级约束和表级约束:

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

其中,可选的 symbol 参数用于给约束指定一个名称。如果省略该选项,MySQL 将会产生一个以表名开头、加上 _chk_ 以及一个数字编号(1、2、3 …)组成的名字(table_name_chk_n)。约束名称最大长度为 64 个字符,而且区分大小写。

expr 是一个布尔表达式,用于指定约束的条件;表中的每行数据都必须满足 expr 的结果为 TRUE 或者 UNKNOWN(NULL)。如果表达式的结果为 FALSE,将会违反约束。

可选的 ENFORCED 子句用于指定是否强制该约束:

  • 如果忽略或者指定了 ENFORCED,创建并强制该约束;
  • 如果指定了 NOT ENFORCED,创建但是不强制该约束。这也意味着约束不会生效。

CHECK 约束可以在列级指定,也可以在表级指定。

列级检查约束

列级约束只能出现在字段定义之后,而且只能针对该字段进行约束。例如:

mysql> select version();
+-----------+
| version() |
+-----------+
| 8.0.16  |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> CREATE TABLE t1
  -> (
  ->  c1 INT CHECK (c1 > 10),
  ->  c2 INT CONSTRAINT c2_positive CHECK (c2 > 0),
  ->  c3 INT CHECK (c3 < 100)
  -> );
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
    Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
 `c1` int DEFAULT NULL,
 `c2` int DEFAULT NULL,
 `c3` int DEFAULT NULL,
 CONSTRAINT `c2_positive` CHECK ((`c2` > 0)),
 CONSTRAINT `t1_chk_1` CHECK ((`c1` > 10)),
 CONSTRAINT `t1_chk_2` CHECK ((`c3` < 100))
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

其中,字段 c1 和 c3 上的检查约束使用了系统生成的名称;c2 上的检查约束使用了自定义名称。

SQL 标准中所有的约束(主键、唯一约束、外键、检查约束等)都属于相同的命名空间,意味着它们相互不能重名。但在 MySQL 中,每个数据库中的约束类型属于自己的命名空间;因此,主键和检查约束可以重名,但是两个检查约束不能重名。

我们插入一条测试数据:

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(1, -1, 100);
ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'c2_positive' is violated.

插入数据的三个字段都违反了约束,结果显示的是违反了 c2_positive;因为它按照名字排在第一,由此也可以看出 MySQL 按照约束的名字排序依次进行检查。

我们再插入一条测试数据:

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(null, null, null);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

数据插入成功,所以 NULL 值并不会违反检查约束。

表级检查约束

表级约束独立于字段的定义,而且可以针对多个字段进行约束,甚至可以出现在字段定义之前。例如:

mysql> drop table t1;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> CREATE TABLE t1
  -> (
  ->  CHECK (c1 <> c2),
  ->  c1 INT,
  ->  c2 INT,
  ->  c3 INT,
  ->  CONSTRAINT c1_nonzero CHECK (c1 <> 0),
  ->  CHECK (c1 > c3)
  -> );
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
    Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
 `c1` int DEFAULT NULL,
 `c2` int DEFAULT NULL,
 `c3` int DEFAULT NULL,
 CONSTRAINT `c1_nonzero` CHECK ((`c1` <> 0)),
 CONSTRAINT `t1_chk_1` CHECK ((`c1` <> `c2`)),
 CONSTRAINT `t1_chk_2` CHECK ((`c1` > `c3`))
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

第一个约束 t1_chk_1 出现在字段定义之前,但是仍然可以引用 c1 和 c2;第二个约束 c1_nonzero 使用了自定义的名称;第三个约束 t1_chk_2 在所有字段定义之后。

我们同样插入一些测试数据:

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(1, 2, 3);
ERROR 3819 (HY000): Check constraint 't1_chk_2' is violated.

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(null, 2, 3);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

第一条记录中的 c1 小于 c3,违反了检查约束 t1_chk_2;第二条记录中的 c1 为 NULL,检查约束 t1_chk_2 的结果为 UNKNOWN,不违法约束。

强制选项

使用默认方式或者 ENFORCED 选项创建的约束处于强制检查状态,我们也可以将其修改为 NOT ENFORCED,从而忽略检查:

ALTER TABLE tbl_name
ALTER {CHECK | CONSTRAINT} symbol [NOT] ENFORCED

修改之后的检查约束仍然存在,但是不会执行检查。例如:

mysql> alter table t1 
  -> alter check t1_chk_1 not enforced;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
    Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
 `c1` int DEFAULT NULL,
 `c2` int DEFAULT NULL,
 `c3` int DEFAULT NULL,
 CONSTRAINT `c1_nonzero` CHECK ((`c1` <> 0)),
 CONSTRAINT `t1_chk_1` CHECK ((`c1` <> `c2`)) /*!80016 NOT ENFORCED */,
 CONSTRAINT `t1_chk_2` CHECK ((`c1` > `c3`))
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

从最新的定义可以看出,t1_chk_1 处于 NOT ENFORCED 状态。我们插入一条违反该约束的数据:

mysql> insert into t1(c1, c2, c3) values(1, 1, 0);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

该记录的 c1 和 c2 相等,但是插入成功。

如果我们需要迁移一些低版本的历史数据时,它们可能会违反新的检查约束;此时可以先将该约束禁用,等数据迁移并处理完成之后,再次启用强制选项。

检查约束限制

MySQL 中的 CHECK 条件表达式必须满足以下规则,否则无法创建检查约束:

  • 允许使用非计算列和计算列,但是不允许使用 AUTO_INCREMENT 字段或者其他表中的字段。
  • 允许使用字面值、确定性内置函数(即使不同用户,多次调用该函数,只要输入相同结果就相同)以及运算符。非确定性函数包括:CONNECTION_ID()、CURRENT_USER()、NOW() 等等,它们不能用于检查约束。
  • 不允许使用存储函数或者自定义函数。
  • 不允许使用存储过程和函数参数。
  • 不允许使用变量,包括系统变量、用户定义变量和存储程序的局部变量。
  • 不允许使用子查询。

另外,禁用在 CHECK 约束字段上定义外键约束的参照操作(ON UPDATE、ON DELETE);同理,存在外键约束参照操作的字段上也不允许创建 CHECK 约束。

对于 INSERT、UPDATE、REPLACE、LOAD DATA 以及 LOAD XML 语句,如果违反检查约束将会返回错误。此时,对于已经修改的数据处理取决于存储引擎是否支持事务,以及是否使用了严格 SQL 模式。

对于 INSERT IGNORE、UPDATE IGNORE、REPLACE、LOAD DATA … IGNORE 以及 LOAD XML … IGNORE 语句,如果违反检查约束将会返回警告并且跳过存在问题的数据行。

如果约束表达式的结果类型和字段的数据类型不同,MySQL 将会执行隐式类型转换;如果类型转换失败或者丢失精度,将会返回错误。

总结

MySQL 8.0.16 新增的检查约束提高了 MySQL 实现业务完整性约束的能力,也使得 MySQL更加遵循 SQL 标准。

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