golang Gorm與數(shù)據(jù)庫完整性約束詳解
數(shù)據(jù)庫約束要點：
主鍵約束（非空且唯一）外鍵約束 子表外鍵字段的值必須在主表被參照字段值得范圍內，或者為NULL；外鍵參照的必須是主表的主鍵或唯一鍵；主表主鍵/唯一鍵被子表參照時，主表相應記錄不允許被刪除
在golang中，采用orm對數(shù)據(jù)庫進行建模是比較方便的。grom是其中一個比較流行的orm工具。
本篇基于golang、grom1.91、和PostgreSQL來進行說明。
注：本文的例子是極端情況，一般情況只是單字段主鍵。
1、實體完整性：
每個關系（表）有且僅有一個主鍵，每一個主鍵值必須唯一，而且不允許為“空”（NULL）或重復。
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對象創(chuàng)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;
說明：
1.1、grom.Model是gorm預定義的結構，用于實現(xiàn)軟刪除，定義如下：
type Model struct {
ID uint `gorm:"primary_key"`
CreatedAt time.Time
UpdatedAt time.Time
DeletedAt *time.Time `sql:"index"`
}
它里面已經定義了主鍵，在本例中，我們還定義了一個主鍵：
Code string `gorm:"primary_key"`
從SQL輸出我們看到：
CONSTRAINT products_pkey PRIMARY KEY (code, id)
因此，Gorm實現(xiàn)了完全的實體完整性支持，即可以支持字段主鍵，也可以支持聯(lián)合主鍵。
1.2、對比結構體和sql語句可以看出
1.2.1 表名=結構體名小寫的復數(shù) 例子：Product變?yōu)?products
1.2.2 字段名=結構體成員名大寫分隔的子串小寫形式用下劃線連接 例子：ID變?yōu)閕d CreatedAt變?yōu)閏reated_at
1.3、前述1.1和1.2構成了Gorm的convention，它的文檔里有，默認情況下，就是這么處理，但是用戶可以不用gorm.Model，自定義表名、字段名，都可以支持。
2、域完整性：
是指數(shù)據(jù)庫表中的列必須滿足某種特定的數(shù)據(jù)類型或約束，又叫用戶定義完整性。包括：字段類型、值域、小數(shù)位數(shù)、CHECK、FOREIGN KEY 約束和DEFAULT、 NOT NULL。它們有的定義在字段上，有的定義在表上。例如：FOREIGN KEY 約束在PostgresSQL中，就是在表級別定義的；而，字段類型、長度、小數(shù)位數(shù)就是在字段上定義的。
2.1 通過結構體tag
`gorm:"xxx"` ，在字段上可以使用：type、size、precision、not null、default，Gorm就可以完成這些域完整性的定義
2.2 FOREIGN KEY 約束
2.2.1 單字段外鍵約束
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"`
}
上面的代碼按照gorm文檔，創(chuàng)建了一個products belongs to user關系。執(zhí)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"))
我們看到，gorm沒有添加任何約束。按照Gorm文檔，這就是belongs to標準定義。
它不添加外鍵約束。
那么，改為顯式標準的形式，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"`
}
執(zhí)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"))
也沒有添加任何外鍵約束。
因此，gorm tag 的 foreignkey 和 association_foreignkey并不會添加外鍵約束。
但是，我們可以用sql tag來添加外鍵約束?。?！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"`
}
創(chuàng)建products表的語句：
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，當使用sql tag時，不像gorm tag，它要你用數(shù)據(jù)庫表名和字段名，而gorm就只需要你使用結構體和其成員名即可。
外鍵被定義了，此時，可以滿足外鍵約束，如前述，具體是：
子表外鍵字段的值必須在主表被參照字段值得范圍內，或者為NULL；外鍵參照的必須是主表的主鍵或唯一鍵；主表主鍵/唯一鍵被子表參照時，主表相應記錄不允許被刪除
此時外鍵約束的名字是數(shù)據(jù)庫自己取的，可能長了，你可以自定義：
UserID uint `sql:"type:integer constraint ref REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"`
加上 constraint xxx，就可以為約束取名為xx了。
上述外鍵約束是在定義結構體時，在結構體成員上定義的，因此翻譯為sql語句就變成了對字段的外鍵約束，那如果要定義參照聯(lián)合主鍵之類的外鍵呢？就不能在結構體中定義，而要使用gorm的api了。
2.2.2 多字段外鍵約束
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")
這樣，products表就有約束：
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。這里約束的名字就很長了，api沒有給你自己取名字的機會。
2.3 check約束
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
}
這樣就行。看起來這個check和userID沒有什么關系，是的，check會被定義到表上：
ALTER TABLE public.products
ADD CONSTRAINT products CHECK (code <> ''::text);
因此，Check也完美了，找個結構體的字段，然后加上check就行了。
3、參照完整性：
對于永久關系的相關表，在更新、插入或刪除記錄時，如果只改其一，就會影響數(shù)據(jù)的完整性。對于更新、插入或刪除表間數(shù)據(jù)的完整性，統(tǒng)稱為參照完整性。
對于外鍵約束，插入參照完整性被滿足。因此，如前述：
UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update no action on delete no action"`
定義好on update 和 on delete的參數(shù)，就可以滿足參照完整性。
具體改為：
UserID uint `sql:"type:integer REFERENCES users(id) on update cascade on delete cascade"`
即可，而且數(shù)據(jù)庫還允許有別的選擇，這里是級聯(lián)更新和級聯(lián)刪除，主表已刪除，子表就跟著刪，這是數(shù)據(jù)庫參照完整性的原初定義。
ps. gorm不默認實施參照完整性，不加約束的原因查了其git issue，主要是因為postgresql要求被關聯(lián)的表要先存在。而這會導致創(chuàng)建表和自動升級表migration的順序依賴，所以用戶要sqltag或者調用api手動實施。
4、*1對多 和 多對多關系
這不屬于完整性范疇。
4.1 1對多
1對多不需要實施完整性約束，因為用戶可以對應0到多個產品。因此，表結構里無需添加額外的約束。
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一對多的典型定義，users表不會多任何字段，product表會多user_id字段。這里UserID是外鍵。也可以顯式定義，foreignkey 和Association ForeignKey 上例相當于：
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 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 `gorm:"foreignkey:UserID"`
//Product Product //`gorm:"EMBEDDED"`
}
4.2 多對多
在關系型數(shù)據(jù)庫中，多對多關系需要多一張表，總共3張表，完整性grom是如何保證的？
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 `gorm:"many2many:user_language"`
//Product Product //`gorm:"EMBEDDED"`
}
此時，會多一個表（jointtable連接表）：
CREATE TABLE "user_language" ("user_id" integer,"product_id" integer, PRIMARY KEY ("user_id","product_id"))
products和users表的主鍵，被聯(lián)合作為新表的主鍵。在新表中，user_id和product_id也是外鍵，在Gorm中，是可以在many2many關系中自定義外鍵、關聯(lián)外鍵的。當然，外鍵約束就不要想了。
那么，在上例中，按照grom的語法，對于Products成員，外鍵和關聯(lián)外鍵分別是什么呢？簡言之，在gorm所有情況下，將嵌入結構體和其父結構體關聯(lián)起來的那個字段，就是外鍵；關聯(lián)外鍵是寫入外鍵的值的來源對應的鍵，通常就是父結構體的主鍵。在多對多情況下，如上例，連接表的user_id是外鍵，而寫入時，并沒有將user_id寫入Products []Product，寫入的是product_id代表的數(shù)據(jù)，因此product_id是associate_foreignkey，這是gorm的約定，很費解，解釋也牽強。
下面是多對多自引用：
type User struct {
gorm.Model
Friends []*User `gorm:"many2many:friendships;association_jointable_foreignkey:friend_id"`
}
用association_jointable_foreignkey在連接表里創(chuàng)建了一個字段。也比較費解。
綜上：
1、字段的基本約束，通過gorm tag基本都可以設置。
2、gorm支持實體完整性約束。
3、域完整性約束中，外鍵約束需要通過 sql tag或調用api實現(xiàn)，check約束可以直接在字段上定義。
4、參照完整性gorm不能默認實現(xiàn)，必須通過sql tag或者調用api實現(xiàn)。
以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。
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