MySQL 8.0 新特性之检查约束的实现-巨人网络通讯

MySQL 8.0 新特性之检查约束的实现

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。