一、什么是主键、外键：
关系型数据库中的一条记录中有若干个属性，若其中某一个属性组(注意是组)能唯一标识一条记录，该属性组就可以成为一个主键
比如
学生表(学号，姓名，性别，班级)
其中每个学生的学号是唯一的，学号就是一个主键
课程表(课程编号,课程名,学分)
其中课程编号是唯一的,课程编号就是一个主键
成绩表(学号,课程号,成绩)
成绩表中单一一个属性无法唯一标识一条记录，学号和课程号的组合才可以唯一标识一条记录，所以 学号和课程号的属性组是一个主键
成绩表中的学号不是成绩表的主键，但它和学生表中的学号相对应，并且学生表中的学号是学生表的主键，则称成绩表中的学号是学生表的外键
同理 成绩表中的课程号是课程表的外键
定义主键和外键主要是为了维护关系数据库的完整性，总结一下：
1.主键是能确定一条记录的唯一标识，比如，一条记录包括身份正号，姓名，年龄。
身份证号是唯一能确定你这个人的，其他都可能有重复，所以，身份证号是主键。
2.外键用于与另一张表的关联。是能确定另一张表记录的字段，用于保持数据的一致性。
比如，A表中的一个字段，是B表的主键，那他就可以是A表的外键。
二、 主键、外键和索引的区别
主键、外键和索引的区别？
| 主键 | 外键 | 索引 | |
| 定义： | 唯一标识一条记录，不能有重复的，不允许为空 | 表的外键是另一表的主键, 外键可以有重复的, 可以是空值 | 该字段没有重复值，但可以有一个空值 |
| 作用： | 用来保证数据完整性 | 用来和其他表建立联系用的 | 是提高查询排序的速度 |
| 个数： | 主键只能有一个 | 一个表可以有多个外键 | 一个表可以有多个惟一索引 |
聚集索引和非聚集索引的区别？
聚集索引一定是唯一索引。但唯一索引不一定是聚集索引。
聚集索引，在索引页里直接存放数据，而非聚集索引在索引页里存放的是索引，这些索引指向专门的数据页的数据。
三、数据库中主键和外键的设计原则
主键和外键是把多个表组织为一个有效的关系数据库的粘合剂。主键和外键的设计对物理数据库的性能和可用性都有着决定性的影响。
必须将数据库模式从理论上的逻辑设计转换为实际的物理设计。而主键和外键的结构是这个设计过程的症结所在。一旦将所设计的数据库用于了生产环境，就很难对这些键进行修改，所以在开发阶段就设计好主键和外键就是非常必要和值得的。
主键：
关系数据库依赖于主键—它是数据库物理模式的基石。
主键在物理层面上只有两个用途：
1. 惟一地标识一行。
2. 作为一个可以被外键有效引用的对象。
基于以上这两个用途，下面给出了我在设计物理层面的主键时所遵循的一些原则：
1. 主键应当是对用户没有意义的。如果用户看到了一个表示多对多关系的连接表中的数据，并抱怨它没有什么用处，那就证明它的主键设计地很好。
2. 主键应该是单列的，以便提高连接和筛选操作的效率。
注：使用复合键的人通常有两个理由为自己开脱，而这两个理由都是错误的。其一是主键应当具有实际意义，然而，让主键具有意义只不过是给人为地破坏数据库提供了方便。其二是利用这种方法可以在描述多对多关系的连接表中使用两个外部键来作为主键，我也反对这种做法，理由是：复合主键常常导致不良的外键，即当连接表成为另一个从表的主表，而依据上面的第二种方法成为这个表主键的一部分，然，这个表又有可能再成为其它从表的主表，其主键又有可能成了其它从表主键的一部分，如此传递下去，越靠后的从表，其主键将会包含越多的列了。
3. 永远也不要更新主键。实际上，因为主键除了惟一地标识一行之外，再没有其他的用途了，所以也就没有理由去对它更新。如果主键需要更新，则说明主键应对用户无意义的原则被违反了。
注：这项原则对于那些经常需要在数据转换或多数据库合并时进行数据整理的数据并不适用。
4. 主键不应包含动态变化的数据，如时间戳、创建时间列、修改时间列等。
5. 主键应当有计算机自动生成。如果由人来对主键的创建进行干预，就会使它带有除了惟一标识一行以外的意义。一旦越过这个界限，就可能产生认为修改主键的动机，这样，这种系统用来链接记录行、管理记录行的关键手段就会落入不了解数据库设计的人的手中。
四、数据库主键选取策略
我们在建立数据库的时候，需要为每张表指定一个主键，所谓主键就是能够唯一标识表中某一行的属性或属性组，一个表只能有一个主键，但可以有多个候选索引。因为主键可以唯一标识某一行记录，所以可以确保执行数据更新、删除的时候不会出现张冠李戴的错误。当然，其它字段可以辅助我们在执行这些操作时消除共享冲突，不过就不在这里讨论了。主键除了上述作用外，常常与外键构成参照完整性约束，防止出现数据不一致。所以数据库在设计时，主键起到了很重要的作用。
MySql外键约束之CASCADE、SET NULL、RESTRICT、NO ACTION分析和作用
MySQL有两种常用的引擎类型：MyISAM和InnoDB。目前只有InnoDB引擎类型支持外键约束。InnoDB中外键约束定义的语法如下：
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0 1 2 3 4 5 |
ALTER TABLE tbl_name ADD [CONSTRAINT [symbol]] FOREIGN KEY [index_name] (index_col_name, ...) REFERENCES tbl_name (index_col_name,...) [ON DELETE reference_option] [ON UPDATE reference_option] |
例如：
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0 |
ALTER TABLE `user_resource` CONSTRAINT `FKEEAF1E02D82D57F9` FOREIGN KEY (`user_Id`) REFERENCES `sys_user` (`Id`) |
InnoDB也支持使用ALTER TABLE来删除外键：
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0 |
ALTER TABLE `user_resource` DROP FOREIGN KEY `FKEEAF1E02D82D57F9`; |
CASCADE
在父表上update/delete记录时，同步update/delete掉子表的匹配记录
SET NULL
在父表上update/delete记录时，将子表上匹配记录的列设为null (要注意子表的外键列不能为not null)
NO ACTION
如果子表中有匹配的记录,则不允许对父表对应候选键进行update/delete操作
RESTRICT
同no action, 都是立即检查外键约束
SET NULL
父表有变更时,子表将外键列设置成一个默认的值 但Innodb不能识别
NULL、RESTRICT、NO ACTION删除：从表记录不存在时，主表才可以删除。删除从表，主表不变更新：从表记录不存在时，主表才可以更新。更新从表，主表不变CASCADE删除：删除主表时自动删除从表。删除从表，主表不变更新：更新主表时自动更新从表。更新从表，主表不变 SET NULL删除：删除主表时自动更新从表值为NULL。删除从表，主表不变更新：更新主表时自动更新从表值为NULL。更新从表，主表不变外键约束属性： RESTRICT | CASCADE | SET NULL | NO ACTION 外键的使用需要满足下列的条件：
1. 两张表必须都是InnoDB表，并且它们没有临时表。
2. 建立外键关系的对应列必须具有相似的InnoDB内部数据类型。
3. 建立外键关系的对应列必须建立了索引。
4. 假如显式的给出了CONSTRAINT symbol，那symbol在数据库中必须是唯一的。假如没有显式的给出，InnoDB会自动的创建。
如果子表试图创建一个在父表中不存在的外键值，InnoDB会拒绝任何INSERT或UPDATE操作。如果父表试图UPDATE或者DELETE任何子 表中存在或匹配的外键值，最终动作取决于外键约束定义中的ON UPDATE和ON DELETE选项。InnoDB支持5种不同的动作，如果没有指定ON DELETE或者ON UPDATE，默认的动作为RESTRICT:
1. CASCADE: 从父表中删除或更新对应的行，同时自动的删除或更新自表中匹配的行。ON DELETE CANSCADE和ON UPDATE CANSCADE都被InnoDB所支持。
2. SET NULL: 从父表中删除或更新对应的行，同时将子表中的外键列设为空。注意，这些在外键列没有被设为NOT NULL时才有效。ON DELETE SET NULL和ON UPDATE SET SET NULL都被InnoDB所支持。
3. NO ACTION: InnoDB拒绝删除或者更新父表。
4. RESTRICT: 拒绝删除或者更新父表。指定RESTRICT（或者NO ACTION）和忽略ON DELETE或者ON UPDATE选项的效果是一样的。
5. SET DEFAULT: InnoDB目前不支持。
外键约束使用最多的两种情况无外乎：
1）父表更新时子表也更新，父表删除时如果子表有匹配的项，删除失败；
2）父表更新时子表也更新，父表删除时子表匹配的项也删除。
前一种情况，在外键定义中，我们使用ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT；后一种情况，可以使用ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE。
当执行外键检查之时，InnoDB对它照看着的子或父记录设置共享的行级锁。InnoDB立即检查外键约束，检查不对事务提交延迟。
要使得对有外键关系的表重新载入转储文件变得更容易，mysqldump自动在转储输出中包括一个语句设置FOREIGN_KEY_CHECKS为0。这避免在转储被重新装载之时，与不得不被以特别顺序重新装载的表相关的问题。也可以手动设置这个变量：
mysql> SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
mysql> SOURCE dump_file_name;
mysql> SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
如果转储文件包含对外键是不正确顺序的表，这就以任何顺序导入该表。这样也加快导入操作。设置FOREIGN_KEY_CHECKS为0，对于在LOAD DATA和ALTER TABLE操作中忽略外键限制也是非常有用的。
InnoDB不允许你删除一个被FOREIGN KEY表约束引用的表，除非你做设置SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0。当你移除一个表的时候，在它的创建语句里定义的约束也被移除。
如果你重新创建一个被移除的表，它必须有一个遵从于也引用它的外键约束的定义。它必须有正确的列名和类型，并且如前所述，它必须对被引用的键有索引。如果这些不被满足，MySQL返回错误号1005 并在错误信息字符串中指向errno 150。