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golang Gorm与数据库完整性约束详解_Golang_

2023-05-26 433人已围观

简介 golang Gorm与数据库完整性约束详解_Golang_

数据库约束要点：

主键约束（非空且唯一）外键约束子表外键字段的值必须在主表被参照字段值得范围内，或者为NULL；外键参照的必须是主表的主键或唯一键；主表主键/唯一键被子表参照时，主表相应记录不允许被删除

在golang中，采用orm对数据库进行建模是比较方便的。grom是其中一个比较流行的orm工具。

本篇基于golang、grom1.91、和PostgreSQL来进行说明。

注：本文的例子是极端情况，一般情况只是单字段主键。

1、实体完整性：

每个关系（表）有且仅有一个主键，每一个主键值必须唯一，而且不允许为“空”（NULL）或重复。

 type Product struct { Code string `gorm:"primary_key"` Price uint UserID uint //`sql:"type:bigint REFERENCES users(id) on update no action on delete cascade"` UserCode string //`sql:"type:bigint REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` User User //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model }

在利用gorm的db对象创建表，其使用的SQL如下：

 CREATE TABLE public.products ( code text COLLATE pg_catalog."default" NOT NULL, price integer, user_id integer, user_code text COLLATE pg_catalog."default", id integer NOT NULL DEFAULT nextval('products_id_seq'::regclass), created_at timestamp with time zone, updated_at timestamp with time zone, deleted_at timestamp with time zone, CONSTRAINT products_pkey PRIMARY KEY (code, id) ) WITH ( OIDS = FALSE ) TABLESPACE pg_default; ALTER TABLE public.products OWNER to postgres; -- Index: idx_products_deleted_at -- DROP INDEX public.idx_products_deleted_at; CREATE INDEX idx_products_deleted_at ON public.products USING btree (deleted_at) TABLESPACE pg_default;

说明：

1.1、grom.Model是gorm预定义的结构，用于实现软删除，定义如下：

 type Model struct { ID uint `gorm:"primary_key"` CreatedAt time.Time UpdatedAt time.Time DeletedAt *time.Time `sql:"index"` }

它里面已经定义了主键，在本例中，我们还定义了一个主键：

Code string `gorm:"primary_key"`

从SQL输出我们看到：

CONSTRAINT products_pkey PRIMARY KEY (code, id)

因此，Gorm实现了完全的实体完整性支持，即可以支持字段主键，也可以支持联合主键。

1.2、对比结构体和sql语句可以看出

1.2.1 表名=结构体名小写的复数例子：Product变为 products

1.2.2 字段名=结构体成员名大写分隔的子串小写形式用下划线连接例子：ID变为id CreatedAt变为created_at

1.3、前述1.1和1.2构成了Gorm的convention，它的文档里有，默认情况下，就是这么处理，但是用户可以不用gorm.Model，自定义表名、字段名，都可以支持。

2、域完整性：

是指数据库表中的列必须满足某种特定的数据类型或约束，又叫用户定义完整性。包括：字段类型、值域、小数位数、CHECK、FOREIGN KEY 约束和DEFAULT、 NOT NULL。它们有的定义在字段上，有的定义在表上。例如：FOREIGN KEY 约束在PostgresSQL中，就是在表级别定义的；而，字段类型、长度、小数位数就是在字段上定义的。

2.1 通过结构体tag

`gorm:"xxx"` ，在字段上可以使用：type、size、precision、not null、default，Gorm就可以完成这些域完整性的定义

2.2 FOREIGN KEY 约束

2.2.1 单字段外键约束

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint UserID uint //`sql:"type:bigint REFERENCES users(id) on update no action on delete cascade"` //UserCode string //`sql:"type:bigint REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` User User //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model } type User struct { //Code string `gorm:"primary_key"` Name string gorm.Model //Product Product //`gorm:"EMBEDDED"` }

上面的代码按照gorm文档，创建了一个products belongs to user关系。执行的sql是：

 CREATE TABLE "users" ("code" text,"name" text,"id" serial,"created_at" timestamp with time zone,"updated_at" timestamp with time zone,"deleted_at" timestamp with time zone , PRIMARY KEY ("code","id")) CREATE TABLE "users" ("code" text,"name" text,"id" serial,"created_at" timestamp with time zone,"updated_at" timestamp with time zone,"deleted_at" timestamp with time zone , PRIMARY KEY ("code","id"))

我们看到，gorm没有添加任何约束。按照Gorm文档，这就是belongs to标准定义。

它不添加外键约束。

那么，改为显式标准的形式，采用foreignkey tag呢？

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint UserID uint //`sql:"type:integer REFERENCES users(id)`// on update no action on delete cascade"` //UserCode string //`sql:"type:bigint REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` //UserID uint User User `gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model } type User struct { //Code string `gorm:"primary_key"` Name string gorm.Model //Product Product //`gorm:"EMBEDDED"` }

执行的sql是：

 CREATE TABLE "users" ("name" text,"id" serial,"created_at" timestamp with time zone,"updated_at" timestamp with time zone,"deleted_at" timestamp with time zone , PRIMARY KEY ("id")) CREATE TABLE "products" ("code" text,"price" integer,"user_id" integer,"id" serial,"created_at" timestamp with time zone,"updated_at" timestamp with time zone,"deleted_at" timestamp with time zone , PRIMARY KEY ("id"))

也没有添加任何外键约束。

因此，gorm tag 的 foreignkey 和 association_foreignkey并不会添加外键约束。

但是，我们可以用sql tag来添加外键约束！！！如下：

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"` //UserCode string //`sql:"type:bigint REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` //UserID uint User User `gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model } type User struct { //Code string `gorm:"primary_key"` Name string gorm.Model //Product Product //`gorm:"EMBEDDED"` }

创建products表的语句：

 CREATE TABLE "products" ("code" text,"price" integer,"user_id" integer REFERENCES users(id) on update no action on delete no action,"id" serial,"created_at" timestamp with time zone,"updated_at" timestamp with time zone,"deleted_at" timestamp with time zone , PRIMARY KEY ("id"))

注意，当使用sql tag时，不像gorm tag，它要你用数据库表名和字段名，而gorm就只需要你使用结构体和其成员名即可。

外键被定义了，此时，可以满足外键约束，如前述，具体是：

子表外键字段的值必须在主表被参照字段值得范围内，或者为NULL；外键参照的必须是主表的主键或唯一键；主表主键/唯一键被子表参照时，主表相应记录不允许被删除

此时外键约束的名字是数据库自己取的，可能长了，你可以自定义：

UserID uint `sql:"type:integer constraint ref REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"`

加上 constraint xxx，就可以为约束取名为xx了。

上述外键约束是在定义结构体时，在结构体成员上定义的，因此翻译为sql语句就变成了对字段的外键约束，那如果要定义参照联合主键之类的外键呢？就不能在结构体中定义，而要使用gorm的api了。

2.2.2 多字段外键约束

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint //UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"` //UserCode string //`sql:"type:bigint REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` UserCode string UserID uint User User //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"`//`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model } type User struct { Code string `gorm:"primary_key"` Name string gorm.Model //Product Product //`gorm:"EMBEDDED"` }

在程序中使用：

postgres. Model( &Product{}). AddForeignKey( "user_id,user_code", "users(id,code)", "no action", "no action")

这样，products表就有约束：

 CONSTRAINT products_user_id_user_code_users_id_code_foreign FOREIGN KEY (user_code, user_id) REFERENCES public.users (code, id) MATCH SIMPLE ON UPDATE NO ACTION ON DELETE NO ACTION

如此就OK了。这里约束的名字就很长了，api没有给你自己取名字的机会。

2.3 check约束

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint UserID uint `sql:"type:integer check(code!='')"` UserCode string //`sql:"type:bigint constraint ref REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` //UserCode string //UserID uint User User //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"`//`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model }

这样就行。看起来这个check和userID没有什么关系，是的，check会被定义到表上：

ALTER TABLE public.products
ADD CONSTRAINT products CHECK (code <> ''::text);

因此，Check也完美了，找个结构体的字段，然后加上check就行了。

3、参照完整性：

对于永久关系的相关表，在更新、插入或删除记录时，如果只改其一，就会影响数据的完整性。对于更新、插入或删除表间数据的完整性，统称为参照完整性。

对于外键约束，插入参照完整性被满足。因此，如前述：

UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"`

定义好on update 和 on delete的参数，就可以满足参照完整性。

具体改为：

UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update cascade on delete cascade"`

即可，而且数据库还允许有别的选择，这里是级联更新和级联删除，主表已删除，子表就跟着删，这是数据库参照完整性的原初定义。

ps. gorm不默认实施参照完整性，不加约束的原因查了其git issue，主要是因为postgresql要求被关联的表要先存在。而这会导致创建表和自动升级表migration的顺序依赖，所以用户要sqltag或者调用api手动实施。

4、*1对多和多对多关系

这不属于完整性范畴。

4.1 1对多

1对多不需要实施完整性约束，因为用户可以对应0到多个产品。因此，表结构里无需添加额外的约束。

 type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint //UserID uint `sql:"type:integer constraint ref REFERENCES users(id) on update no action on delete no action check(code!='')"` //UserCode string //`sql:"type:bigint constraint ref REFERENCES users(code) on update no action on delete cascade"` //UserCode string //UserID uint //User User //`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"`//`gorm:"foreignkey:UserID;association_foreignkey:ID"` gorm.Model UserID uint } type User struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Name string gorm.Model Products []Product //Product Product //`gorm:"EMBEDDED"` }

上面是gorm一对多的典型定义，users表不会多任何字段，product表会多user_id字段。这里UserID是外键。也可以显式定义，foreignkey 和Association ForeignKey 上例相当于：

type Product struct { Code string //`gorm:"primary_key"` Price uint //UserID uint `sql:"type:integer constraint ref REFERENCES users(id) on update no action on delete no action check(code!='')"` //UserCode string //`sql:"type:bigint constraint ref REFERENCES users(code) on update no action on delete casca

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数据库约束要点：

1、实体完整性：

2、域完整性：

3、参照完整性：

4、*1对多和多对多关系

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