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主キー制約と外部キー制約

  • [アーティクル]

適用対象: SQL Server 2016 (13.x) 以降 Azure SQL Database Azure SQL Managed Instance

主キーと外部キーは、SQL Server テーブル内のデータに整合性を適用するために使用できる 2 種類の制約です。 これらは重要なデータベース オブジェクトです。

主キー制約

テーブルには通常、テーブルの各行を一意に識別する値が格納された単一の列または複数の列の組み合わせがあります。 この列、または列の組み合わせを、テーブルの主キー (PK) と呼び、テーブルのエンティティが整合性を持つようにします。 主キー制約は一意なデータを保証するものであるため、通常は ID 列に対して定義されます。

主キー制約をテーブルに対して指定すると、重複のないインデックスをデータベース エンジンが主キー列に対して自動的に作成し、データが一意になるようにします。 また、クエリの中で主キーが使用された場合は、このインデックスによってデータに高速にアクセスできます。 複数の列に主キー制約が定義されている場合、1 つの列内で値が重複できますが、主キー制約に定義されたすべての列に格納される値の組み合わせは一意である必要があります。

次の図に示すように、このテーブルの複合主キー制約は、Purchasing.ProductVendor テーブルの ProductID 列と VendorID 列により構成されています。 これにより、ProductVendor テーブルのすべての行が、ProductID と VendorID の一意の組み合わせを確実に持つようになります。 これによって重複行の挿入が防止されます。

複合 PRIMARY KEY 制約のテーブルにおける行の図。

  • テーブルに含めることができる主キー制約は 1 つだけです。
  • 主キーは 16 列を超えることはできず、また、主キーの長さの合計が 900 バイトを超えることはできません。
  • PRIMARY KEY 制約によって生成されたインデックスが含まれていても、テーブル上のインデックスの数を、非クラスター化インデックス 999 個、クラスター化インデックス 1 個より多くすることはできません。
  • 主キー制約に対して clustered も nonclustered も指定されていない場合、テーブルにクラスター化インデックスが指定されていなければ、clustered が使用されます。
  • 主キー制約中で定義する列はすべて、not null として定義する必要があります。 NULL 値を許容するかどうかを指定しない場合、PRIMARY KEY 制約の影響を受けるすべての列は NOT NULL に設定されます。
  • CLR ユーザー定義型の列に対して主キーを定義する場合は、型の実装でバイナリ順がサポートされている必要があります。

外部キー制約

外部キー (FK) は、2 つのテーブルのデータ間にリンクを確立および設定することによって外部キー テーブルに格納できるデータを制御するための単一の列または複数の列の組み合わせです。 外部キー参照では、1 つのテーブルの主キー値が格納されている列が別のテーブルの 1 つ以上の列によって参照されたときに、2 つのテーブル間にリンクが作成されます。 この列は、2 番目のテーブルの外部キーになります。

たとえば、販売注文と販売担当者の間には論理的なリレーションシップがあるため、Sales.SalesOrderHeader テーブルには Sales.SalesPerson テーブルへの外部キー リンクが存在します。 SalesOrderHeader テーブルの SalesPersonID 列は、SalesPerson テーブルの主キー列と一致します。 SalesOrderHeader テーブルの SalesPersonID 列は、SalesPerson テーブルへの外部キーです。 この外部キー リレーションシップを作成することによって、SalesPerson テーブルにまだ存在しない SalesPersonID の値は、SalesOrderHeader テーブルに挿入できなくなります。

テーブルから、他のテーブルと列を最大 253 個まで外部キーとして参照 (発信参照) することができます。 SQL Server 2016 (13.x) では、1 つのテーブル内の列を参照 (着信参照) できる他のテーブルと列の数が 253 から 10,000 までに限られています。 (少なくとも 130 の互換性レベルが必要です)。増加には、次の制限があります。

  • 253 を超える外部キー参照は、DELETE DML 操作でのみサポートされています。 UPDATE と MERGE 操作はサポートされません。

  • テーブル自体に対する外部キー参照も、253 の外部キー参照に制限されます。

  • 現在、253 を超える外部キー参照は、列ストア インデックス、メモリ最適化テーブル、Stretch Database、パーティション外部キー テーブルでは使用できません。

    重要

    拡張データベースは、SQL Server 2022 (16.x) および Azure SQL Database では非推奨になります。 この機能は、データベース エンジンの将来のバージョンで削除される予定です。 新規の開発作業ではこの機能を使用しないようにし、現在この機能を使用しているアプリケーションは修正することを検討してください。

外部キー制約のインデックス

主キー制約とは異なり、外部キー制約を作成しても対応するインデックスは自動的には作成されません。 ただし、外部キーに手動でインデックスを作成することには、通常、次のような利点があります。

  • クエリ内で、一方のテーブルの外部キー制約が定義された列を、他方のテーブルの主キー列または一意なキー列と照合することによって関連テーブルのデータが結合されるとき、多くの場合、外部キー列が結合基準に使用されます。 インデックスを使用すると、データベース エンジンにより、外部キー テーブルの関連データがすばやく検索されます。 ただし、必ずしもこのインデックスを作成する必要はありません。 2 つのテーブル間に主キー制約または外部キー制約が定義されていなくても、関連する 2 つのテーブルのデータを結合できます。ただし、2 つのテーブル間に外部キー リレーションシップが存在するということは、それら 2 つのテーブルが、結合基準としてキーを使用するクエリ内で結合されるように最適化されていることを示します。

  • 主キー制約に加えた変更が、関連テーブルの外部キー制約によってチェックされます。

参照整合性

外部キー制約の主な目的は、外部キー テーブルに格納できるデータを制御することですが、主キー テーブルのデータに対する変更も制御されます。 たとえば、ある販売担当者の行が Sales.SalesPerson テーブルから削除され、その販売担当者の ID が Sales.SalesOrderHeader テーブルの販売注文に使用されている場合、2 つのテーブルの間の参照整合性は壊れます。削除された販売担当者の販売注文は、SalesPerson テーブルのデータへのリンクを持たなくなり、SalesOrderHeader テーブル内で孤立します。

外部キー制約を定義すると、このような状況が発生するのを防ぐことができます。 この制約により、外部キー テーブルのデータへのリンクが無効になるような変更を主キー テーブルのデータに加えることができなくなるため、参照整合性が保証されます。 主キー テーブルの行を削除しようとするか、または主キー値を変更しようとした場合、削除または変更する主キー値が別のテーブルの外部キー制約の値と一致していると、その操作は失敗します。 外部キー制約が定義された行を正常に変更または削除するには、まず、外部キー テーブルの外部キー データを削除または変更し、外部キーから他の主キー データへのリンクを設定する必要があります。

連鎖する参照整合性

連鎖参照整合性制約を使用することで、既存の外部キーが参照しているキーをユーザーが削除または更新するときのデータベース エンジンの動作を定義できます。 以下の連鎖動作を定義できます。

  • NO ACTION

    データベース エンジン がエラーを生成し、親テーブルでの行の削除操作または更新操作がロールバックされます。

  • CASCADE

    親テーブルで行が更新または削除された場合に、参照元のテーブルでも対応する行が更新または削除されます。 timestamp の列が外部キーまたは参照される先キーのいずれかの一部である場合、CASCADE を指定できません。 INSTEAD OF DELETE トリガーを持つテーブルに ON DELETE CASCADE を指定できません。 INSTEAD OF UPDATE トリガーを持つテーブルに ON UPDATE CASCADE を指定できません。

  • SET NULL

    親テーブルの対応する行が更新または削除されたとき、外部キーを構成するすべての値が NULL に設定されます。 この制約を実行するには、外部キー列が NULL 値を使用できる必要があります。 INSTEAD OF UPDATE トリガーを持つテーブルには指定できません。

  • SET DEFAULT

    親テーブル内の対応する行が更新または削除されると、外部キーを構成するすべての値に既定値が設定されます。 この制約を実行するには、すべての外部キー列に既定値が定義されている必要があります。 列が Null 許容で明示的な既定値が設定されていない場合、NULL が列の暗示的な既定値になります。 INSTEAD OF UPDATE トリガーを持つテーブルには指定できません。

CASCADE、SET NULL、SET DEFAULT、NO ACTION は、互いに参照関係を持つテーブルに対して組み合わせることができます。 データベース エンジン が NO ACTION を検出した場合、関連する CASCADE、SET NULL、SET DEFAULT アクションを停止してロールバックします。 DELETE ステートメントが CASCADE、SET NULL、SET DEFAULT、NO ACTION アクションの組み合わせを発生させると、データベース エンジンが NO ACTION をチェックする前に、すべての CASCADE、SET NULL、SET DEFAULT アクションが適用されます。

トリガーと連鎖する参照動作

連鎖する参照動作は、次の方法で AFTER UPDATE トリガーまたは AFTER DELETE トリガーを引き起こします。

  • 元の DELETE または UPDATE によって直接発生するすべての連鎖する参照動作が、最初に実行されます。

  • 動作を受けたテーブルに AFTER トリガーが定義されている場合、すべての連鎖動作が実行された後にこれらのトリガーが引き起こされます。 AFTER トリガーの起動順序は連鎖動作の逆です。 1 つのテーブル内に複数のトリガーがある場合、トリガーの起動順序は、最初または最後に起動することが決まっているトリガーがある場合を除きランダムです。 その起動順序は sp_settriggerorderでの指定に従います。

  • UPDATE または DELETE アクションを直接受けたテーブルから複数の連鎖チェーンが由来する場合、チェーンがそれぞれのトリガーを引き起こす順序は特定されません。 ただし、必ず 1 本のチェーンのトリガーがすべて起動した後で別のチェーンのトリガーが起動を開始します。

  • どの行が影響を受けているかにも関わらず、AFTER アクションまたは UPDATE アクションを直接受けるテーブルの DELETE トリガーが引き起こされます。 その際、他のテーブルには連鎖が波及しません。

  • 前回のトリガーが他のテーブルに対して UPDATE 操作または DELETE 操作を実行した場合、これらの操作は 2 次的な連鎖チェーンを開始する場合があります。 この 2 次的なチェーンは、主なチェーンのすべてのトリガーが引き起こされた後、一度に各 UPDATE または DELETE 操作に処理されます。 その後の UPDATE 操作または DELETE 操作にも、このプロセスが再帰的に繰り返されます。

  • CREATE、ALTER、DELETE、その他のデータ定義言語 (DDL) の操作をトリガー内で実行すると、DDL トリガーを引き起こす可能性があります。 これにより、新たな連鎖チェーンやトリガーを起こす DELETE 操作または UPDATE 操作が実行される場合があります。

  • 特定の連鎖する参照動作のチェーン内でエラーが発生した場合、エラーが表示されてそのチェーンで AFTER トリガーは引き起こされず、チェーンを作成した DELETE 操作または UPDATE 操作がロールバックされます。

  • INSTEAD OF トリガーを持つテーブルには、連鎖動作を指定する REFERENCES 句を同時に持つことはできません。 ただし、連鎖動作の対象になるテーブルの AFTER トリガーは、そのオブジェクトに定義された INSERT トリガーを引き起こす別のテーブルやビューに対して UPDATE、DELETE、INSTEAD OF ステートメントを実行できます。

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