InnoDB foreign key 实现

本文是对innodb外键实现代码路径的简单记录，对外键实现逻辑熟悉的同学直接忽略吧。。。。。

外键代表两张表之间的引用约束关系：在子表上出现的列记录，必须在父表上已经存在。通过外键，我们可以确保业务上的逻辑一致性，同时还能实现一些级联操作；mysql目前只有innodb引擎支持外键，类似myisam、tokudb等引擎都不支持外键。

innodb支持建立多个列的外键，但被外键约束的父表上必须对这些列建立索引，并且子表上的外键列 和父表上索引上的顺序是一致的。默认情况下，当删除父表中被外键约束的记录时，会产生报错，但我们也可以通过在建外键索引时加上on delete cascade 来级联的更新子表，更新同理。其他行为包括restrict(限制父表的外键改动，默认值)、cascade（跟随父表的改动）、set null(子表对应列设置为null)、set default（设置为默认值，innodb不支持，但server层支持）、no action（无动作）。

由于innodb支持父表上被外键约束的索引可以不是唯一索引，因此会出现子表上一条记录 对应父表上多条记录；这是innodb的扩展特性，并不符合标准sql。

你可以从两张information_ schema表来查询实例上的外键信息：innodb_sys_foreign_cols 及 innodb_sys_foreign

在innodb层单独存储了外键约束信息，sys_foreign系统表记录表和被引用表的相关信息；sys_foreign_cols记录具体的外键引用列信息。

插入子表的逻辑比较简单，只需要检查外键是否存在即可，堆栈如下：

row_ins_clust_index_entry/row_ins_sec_index_entry 

|–> row_ins_check_foreign_constraints 

#针对外键索引，调用函数row_ins_check_foreign_constraint，检查对应的父表中是否存在索引记录。

更新父表触发检查

row_update_for_mysql

|–>row_update_for_mysql_using_upd_graph

       |–> row_upd_sec_step –>row_upd_step –>row_upd 

              |–> row_upd_sec_index_entry 

              |–> row_upd_check_references_constraints 

               #检查表的table->referenced_set是否为空，为空表示没有子表

               #轮询每个被当前表约束的子表外键索引(table->referenced_set)，检查是否修改了外键约束列 or 删除记录

               # 检查子表记录row_ins_check_foreign_constraint

               |–> row_ins_check_foreign_constraint

               #根据子表上的外键列索引，查找是否有匹配的记录(子表的外键列被隐含的创建了索引)

               # 当设置了on update/on delete属性时，需要构建联动更新的记录，调用下述函数

                      |–> row_ins_foreign_check_on_constraint

                      #根据dict_foreign_t::type类型，查询子表的聚集索引，构建更新vector和cascade node

        #当前表更新完成后 

        |–> #如果需要联动更新子表，则使用之前构建的cascade node，并loop 调用row_upd_sec_step更新子表

测试表： mysql> show create table t3\g *************************** 1. row *************************** table: t3 create table: create table `t3` ( `a` int(11) not null, `b` int(11) default null, `c` int(11) default null, `d` int(11) default null, primary key (`a`) ) engine=innodb default charset=latin1 1 row in set (0.00 sec)

mysql_alter_table 

–> ha_create_table –> ha_create –> ha_innobase::create –> create_table_info_t::create_table  // 使用copy的方式构建外键索引

|–> row_table_add_foreign_constraints // 创建表上的外键约束

     |–> dict_create_foreign_constraints

          |–> dict_create_foreign_constraints_low

          # 在该函数中，会去解析sql语句，判断sql里的各个关键字，例如alter、table、foreign之类来检查合法性，例如不允许分区表上的外键….居然是字符串匹配！！！！

          # 分配内存对象dict_mem_foreign_create

          #  如果用户没有指定，自动生产foreign key的命名：dict_create_add_foreign_id

          |–>dict_scan_table_name

          #  解出父表名，并获取对应的父表对象

               |–>dict_get_referenced_table

          # 不允许父表为分区表的外键约束

          #父表上被外键约束的字段上需要存在索引：dict_foreign_find_index

临时表在完成ddl后，需要rename成原表，这时候需要reload外键约束信息到内存数据词典cache中

–> mysql_rename_table –> ha_innobase::rename_table –>  innobase_rename_table –> row_rename_table_for_mysql

|–> dict_load_foreigns

删除外键是in-place操作，堆栈为：

mysql_alter_table –> mysql_inplace_alter_table –> ha_innobase::commit_inplace_alter_table 

|–> commit_try_norebuild

     |–> innobase_update_foreign_try

          |–> innobase_drop_foreign_try  //删除系统表sys_foreign和sys_foreign_cols上的记录 

|–> innobase_update_foreign_cache  // 更新cache信息

truncate 父表之前，会检查其是否为父表，如果是的话，直接拒绝操作，即使表上没有任何数据（sql_cmd_truncate_table::handler_truncate  –> fk_truncate_illegal_if_parent）

当父表上被外键约束的列名修改时，需要修改对应的外键信息，堆栈：

mysql_alter_table –> mysql_inplace_alter_table 

–> ha_innobase::commit_inplace_alter_table 

|–> commit_try_norebuild –>innobase_rename_columns_try –> innobase_rename_column_try 

     #修改系统表中信息，包括sys_foreign_cols

     #将修改过的外键信息从cache中移除：dict_foreign_remove_from_cache

drop 父表时，在函数row_drop_table_for_mysql中，检查其是否被其他表引用，如果是的话，则drop失败