資料庫約束機制全解析：確保資料完整性的關鍵

什麼是資料庫約束？

資料庫約束是為了保證資料完整性而實現的一套機制。不同資料庫系統的具體實現工具雖有差異，但核心類型大同小異。本文以通用 SQL 標準為基礎，詳細解析五大核心約束類型及其應用場景。

五大核心約束類型

1. 檢查約束

透過在資料表定義中，於欄位層級或資料表層級加入條件限制，確保資料符合特定業務規則。

-- 欄位層級定義
CREATE TABLE student (
    id SERIAL,
    name VARCHAR(10),
    score INTEGER CHECK (score > 0)
);

-- 資料表層級定義（可跨欄位）
CREATE TABLE example (
    col1 INT,
    col2 INT,
    CHECK (col1 > col2)
);

2. 非空約束

強制欄位不得為 NULL，直接在欄位定義後加上 NOT NULL。

CREATE TABLE employee (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50) NOT NULL
);

3. 唯一約束

確保欄位值唯一（不包含 NULL 值），在欄位定義後加入 UNIQUE。

CREATE TABLE users (
    email VARCHAR(100) UNIQUE
);

4. 主鍵約束

SQL-92 標準建議建表時定義主鍵，其本質為 唯一約束 + 非空約束 的組合。

CREATE TABLE products (
    product_id INT PRIMARY KEY,
    product_name VARCHAR(100)
);

5. 外鍵約束—— 關聯完整性的守護者

外鍵建立資料表間的參考關係，是維護關聯資料完整性的核心機制。

經典場景：學生-課程-成績三表關聯

-- 學生表
CREATE TABLE student (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(10)
);

-- 課程表
CREATE TABLE class (
    class_id VARCHAR(5) PRIMARY KEY,
    describe VARCHAR(20)
);

-- 成績表（含外鍵）
CREATE TABLE score (
    id INTEGER REFERENCES student,
    class_id VARCHAR(5) REFERENCES class,
    score INTEGER CHECK (score > 0)
);

外鍵的預設行為

• 嘗試插入不存在的學生或課程 ID → 被拒絕
• 嘗試刪除已有成績記錄的學生 → 被拒絕

進階控制：CASCADE 與 RESTRICT

透過 ON UPDATE 和 ON DELETE 子句，可精確控制級聯行為：

CREATE TABLE score (
    id INTEGER REFERENCES student 
        ON UPDATE CASCADE 
        ON DELETE CASCADE,
    class_id VARCHAR(5) REFERENCES class 
        ON UPDATE CASCADE 
        ON DELETE RESTRICT,
    score INTEGER CHECK (score > 0)
);

說明：

• ON UPDATE CASCADE：父表鍵值更新時，子表自動同步更新
• ON DELETE CASCADE：刪除父表記錄時，級聯刪除子表對應記錄
• ON DELETE RESTRICT：若子表有關聯記錄，禁止刪除父表記錄（預設行為）

最佳實踐建議

1. 業務規則下沉： 將資料驗證邏輯盡可能放在資料庫層面，而非僅依賴應用程式
2. 命名慣例： 為約束起有意義的名稱（如 FK_score_student），利於維護
3. 效能考量： 適度使用外鍵，高併發寫入場景需評估鎖競爭影響
4. 文件化： 在資料字典中記錄所有約束的業務含義

掌握並善用這五大約束類型，是建構健壯、可靠資料庫系統的基石。