Суррогатный ключ

Суррогатный ключ

Суррога́тный ключ — понятие теории реляционных баз данных.

Это дополнительное служебное поле, добавленное к уже имеющимся информационным полям таблицы, единственное предназначение которого — служить первичным ключом. Значение этого поля не образуется на основе каких-либо других данных из БД, а генерируется искусственно.

Содержание

Пример

Пусть у нас есть две таблицы — «Люди» и «Квитанции». Человек идентифицируется четырьмя полями — фамилия, имя, отчество, дата рождения. В таблице «Квитанции» указано, кому именно она адресована.

person
name1  | name2 | name3    | birth_date | address
---------------------------------------------------------
Иванов | Иван  | Иванович | 1 янв 1971 | ул. Википедии, 1
bill
person_name1  | person_name2 | person_name3 | person_birth_date | date       | amount  | is_paid
------------------------------------------------------------------------------------------------
Иванов        | Иван         | Иванович     | 1 янв 1971        | 1 фев 2011 | 2000.00 | да
Иванов        | Иван         | Иванович     | 1 янв 1971        | 1 мар 2011 | 1000.00 | нет

Добавив к обеим таблицам техническое числовое поле (часто называемое «id»), получаем такую базу.

person                                                         
id    | name1  | name2 | name3    | birth_date | address
-----------------------------------------------------------------
12345 | Иванов | Иван  | Иванович | 1 янв 1971 | ул. Википедии, 1
bill
id    | person_id | date       | amount  | is_paid
--------------------------------------------------
56789 | 12345     | 1 фев 2011 | 2000.00 | да
67890 | 12345     | 1 мар 2011 | 1000.00 | нет

Теперь квитанции ссылаются не на «Иванова Ивана Ивановича, родившегося 1 января 1971 года», а на «человека № 12345».

Реализация

Как правило, суррогатный ключ — это просто числовое поле, в которое заносятся значения из возрастающей числовой последовательности. Это может делаться при помощи триггеров или последовательностей. В ряде СУБД (например, PostgreSQL, Sybase, MySQL[1] или SQL Server[2]) существует специальный тип данных для таких полей — числовое поле, в которое при добавлении записи в таблицу автоматически записывается уникальное для этой таблицы числовое значение — т. н. «автоинкремент» (англ. autoincrement) или serial в терминологии PostgreSQL. В последнее время появилась тенденция использования в качестве суррогатных первичных ключей значений UUID в той или иной форме.

Причины использования

Неизменность. Главное достоинство суррогатного ключа состоит в том, что он практически никогда не меняется, поскольку не несёт никакой информации из предметной области и, следовательно, в минимальной степени зависит от изменений, происходящих в ней. Для изменения суррогатного ключа обычно требуются экстраординарные обстоятельства (см. ниже причину «гибкость»).

Атрибуты естественного ключа время от времени могут меняться — например, человек может изменить имя или фамилию, получить новый паспорт взамен потерянного. В этом случае возникает необходимость так называемых «каскадных изменений» — при изменении значения естественного ключа для сохранения ссылочной целостности система должна внести соответствующие изменения во все значения внешних ключей, ссылающихся на изменяемый. В больших базах данных это может приводить к существенным накладным расходам.

Гарантированная уникальность. Далеко не всегда можно гарантировать то, что уникальность естественного ключа не будет скомпрометирована с течением времени. Различные внешние факторы могут приводить к тому, что естественный ключ, ранее уникальный, в новых обстоятельствах может уникальность утратить. Суррогатный ключ свободен от этого недостатка.

Гибкость. Поскольку суррогатный ключ неинформативен, его можно свободно заменять. Допустим, сливаются две фирмы со сходной структурой БД; сотрудник идентифицируется сетевым логином. Чтобы в полученной БД ключ оставался уникальным, приходится добавлять в него дополнительное поле — «из какой фирмы пришёл». В случае с суррогатными ключами достаточно выдать сотрудникам одной из фирм новые ключи.

Эффективность. Как показано в примере выше, ссылки удобнее хранить в виде целых чисел, чем в виде громоздких естественных ключей. К тому же запрос

SELECT
  *
FROM
  person
  INNER JOIN 
  bill
    ON person.id = bill.person_id;

компактнее и быстрее, чем

SELECT
  * 
FROM
  person AS p
  INNER JOIN 
  bill AS b
    ON p.name1 = b.person_name1 AND 
       p.name2 = b.person_name2 AND 
       p.name3 = b.person_name3 AND 
       p.birth_date = b.person_birth_date;

Упрощение программирования. Некоторые программистские задачи можно отвязать от структуры БД, например, таким образом.

function getId($aTableName, $aFieldName, $aFieldValue)
{
  $sqFieldValue = mysql_real_escape_string($aFieldValue);
  $qry = <<<QQQ
SELECT id
FROM `$aTableName`
WHERE `$aFieldName`='$sqFieldValue';
QQQ;
  if (!($result = mysql_query($qry))) die(mysql_error());
  if (!($ar = mysql_fetch_array($result))) return null;
  return $ar[0];
}

Здесь приведён код на PHP, динамически типизированном языке. На традиционных языках наподобие C++ или Java приходится дать $ar[0] какой-нибудь тип. Поэтому реляционно-объектные отображения (ORM) рассчитывают на то, что ссылки на объект являются числами или GUID’ами.

Недостатки

Уязвимости генераторов ключей. Например, по номерам ключей можно узнать, сколько записей появилось в БД за некоторый период.

Неинформативность. Усложняется ручная проверка БД, появляются INNER JOIN в местах, в которых без них можно обойтись. По этой причине в полях перечисляемого типа часто используют ключи в виде коротких строк.

athlete                                country
id | name1    | name2 | country_id     id  | name
---+----------+-------+-----------     ----+-------
A1 | Иванов   | Иван  | RUS            RUS | Россия
А2 | Петренко | Пётр  | UKR            UKR | Украина
A3 | Смит     | Джон  | USA            USA | США

Иногда данные по своей природе подлежат переносу из базы в базу (например, между локальной и централизованной БД, экспериментальным и рабочим вариантом). Принимая новые данные, СУБД должна сгенерировать для них свои суррогатные ключи.

Склоняет администратора пропустить нормализацию. Добавить суррогатные ключи проще, чем правильно, с учётом дублирования и соотношений «1:∞» разбить БД на таблицы и проставить уникальные индексы.

Вопросы оптимизации. СУБД приходится поддерживать два индекса, суррогатный и естественный. Как сказано выше, могут появляться INNER JOIN там, где они не нужны.

Невольная привязка разработчика к поведению генератора ключей в конкретной СУБД. Например, разработчик может предполагать, что сообщение с меньшим ключом появилось раньше.

См. также

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "Суррогатный ключ" в других словарях:

  • Ключ — Ключ: В Викисловаре есть статья «ключ» Ключ, родник  место, где подземные воды вытекают на поверхность земли …   Википедия

  • Ключ (значения) — Ключ  инструмент для открывания замка. Гаечный ключ, разводной ключ  инструмент для откручивания болтовых соединений. Ключ (криптография)  информация, используемая алгоритмом для преобразования сообщения при шифровании или расшифровании. Ключ… …   Википедия

  • Ключ отношения — Первичный ключ (англ. primary key) понятие теории реляционных баз данных, минимальное множество атрибутов, являющееся подмножеством заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. На практике термин… …   Википедия

  • Первичный ключ — (англ. primary key) в реляционной модели данных один из потенциальных ключей отношения, выбранный в качестве основного ключа (или ключа по умолчанию). Если в отношении имеется единственный потенциальный ключ, он является и первичным ключом.… …   Википедия

  • Возможный ключ — в теории реляционных баз данных атрибут(поле) или несколько атрибутов (полей) отношения (таблицы), совокупность значений которых отвечает требованиям, предъявляемым к первичному ключу, то есть является уникальной для каждой записи в таблице.… …   Википедия

  • Естественный ключ — Первичный ключ (англ. primary key) понятие теории реляционных баз данных, минимальное множество атрибутов, являющееся подмножеством заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. На практике термин… …   Википедия

  • Потенциальный ключ — в реляционной модели данных подмножество атрибутов отношения, удовлетворяющее требованиям уникальности и минимальности (несократимости). Уникальность означает, что не существует двух кортежей данного отношения, в которых значения этого… …   Википедия

  • Интеллектуальный ключ — (англ.  intelligent key)  понятие теории реляционных баз данных, разновидность естественного ключа. Это ключ, который зависит от одного или более полей своей таблицы, и его значение формируется на основе значений этих полей. Например,… …   Википедия

  • Внешний ключ — (англ. foreign key) понятие теории реляционных баз данных, относящееся к ограничениям целостности базы данных. Неформально выражаясь, внешний ключ представляет собой подмножество атрибутов некоторой переменной отношения R2, значения которых… …   Википедия

  • UNIQUE — Возможный ключ в теории реляционных баз данных поле или несколько атрибутов (полей) отношения (таблицы), совокупность значений которых отвечает требованиям, предъявляемым к первичному ключу, то есть является уникальной для каждой записи в таблице …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»