外部キー制約とチェック制約について

データベースの整合性を保つためには、制約の利用が重要です。本記事では、外部キー制約とチェック制約について、具体例や図解を交えて詳細に解説します。

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外部キー制約
チェック制約
外部キー制約とチェック制約の違い
注意点とベストプラクティス
まとめ

外部キー制約

外部キー制約（Foreign Key Constraint）は、あるテーブルの列が別のテーブルの主キーや一意キーを参照することを保証する制約です。これにより、リレーションシップを維持し、関連付けられたデータの整合性を保つことができます。

特徴:

子テーブルの値が親テーブルの値に存在することを保証。
親テーブルの行が削除または更新された場合の挙動を指定可能（ON DELETE, ON UPDATE）。
親子関係を視覚的に把握でき、クエリの簡素化に貢献。

サンプルSQL

以下の例では、orders テーブルが customers テーブルを参照しています。

-- 親テーブルの作成
CREATE TABLE customers (
    customer_id NUMBER PRIMARY KEY,
    customer_name VARCHAR2(100)
);

-- 子テーブルの作成
CREATE TABLE orders (
    order_id NUMBER PRIMARY KEY,
    customer_id NUMBER,
    order_date DATE,
    FOREIGN KEY (customer_id) REFERENCES customers(customer_id) ON DELETE CASCADE
);

-- データ挿入
INSERT INTO customers (customer_id, customer_name) VALUES (1, 'Tanaka');
INSERT INTO orders (order_id, customer_id, order_date) VALUES (101, 1, SYSDATE); -- OK

-- データ整合性エラー
INSERT INTO orders (order_id, customer_id, order_date) VALUES (102, 999, SYSDATE); -- エラー: 参照先が存在しない

-- ON DELETE CASCADEの動作確認
DELETE FROM customers WHERE customer_id = 1; -- ordersの関連レコードも削除される

外部キー制約の構造（図解）

以下の図は、customers テーブルと orders テーブル間のリレーションシップを示しています。

+---------------------+      +-------------------+
| customers           |      | orders            |
+---------------------+      +-------------------+
| customer_id (PK)    |<-----| customer_id (FK)  |
| customer_name       |      | order_id (PK)     |
+---------------------+      | order_date        |
                               +-------------------+

【親キーが存在しない値を挿入しようとした時に発生するエラー】

SQL> INSERT INTO orders (order_id, customer_id, order_date) VALUES (102, 999, SYSDATE);
INSERT INTO orders (order_id, customer_id, order_date) VALUES (102, 999, SYSDATE)
*
行1でエラーが発生しました。:
ORA-02291: 整合性制約(TEST1.SYS_C007758)に違反しました - 親キーがありません

【親キーの行を削除した時の動作】

SQL> select * from customers;

CUSTOMER_ID CUSTOMER_NAME
----------- ------------------------------
          1 Tanaka

SQL> select * from orders;

  ORDER_ID CUSTOMER_ID ORDER_DA
---------- ----------- --------
       101           1 25-01-23

SQL> DELETE FROM customers WHERE customer_id = 1;  ★削除

1行が削除されました。

SQL> select * from customers;

レコードが選択されませんでした。

SQL> select * from orders;

レコードが選択されませんでした。  ★orders側も削除される

SQL> commit;

コミットが完了しました。

チェック制約

チェック制約（Check Constraint）は、列の値が指定した条件を満たすことを保証する制約です。これにより、特定のビジネスルールをデータベースレベルで強制することが可能です。

特徴:

条件を自由に指定可能。
単一列または複数列に適用可能。
条件に違反するデータは挿入・更新できない。
アプリケーションコードの複雑化を防ぎ、メンテナンス性を向上。

サンプルSQL

以下の例では、products テーブルの price 列と stock_quantity 列に制約を適用しています。

-- テーブルの作成
CREATE TABLE products (
    product_id NUMBER PRIMARY KEY,
    product_name VARCHAR2(100),
    price NUMBER CHECK (price > 0),
    stock_quantity NUMBER CHECK (stock_quantity >= 0)
);

-- データ挿入
INSERT INTO products (product_id, product_name, price, stock_quantity)
VALUES (1, 'Laptop', 100000, 10); -- OK

-- データ整合性エラー
INSERT INTO products (product_id, product_name, price, stock_quantity)
VALUES (2, 'Smartphone', -50000, 5); -- エラー: priceが負の値

チェック制約の構造（図解）

以下の図は、products テーブル内で price 列と stock_quantity 列に適用されている条件を示しています。

+-----------------------+
| products             |
+-----------------------+
| product_id (PK)      |
| product_name         |
| price CHECK (price>0)|
| stock_quantity >= 0  |
+-----------------------+

【チェック制約に違反する値を挿入しようとした時に発生するエラー】

SQL> INSERT INTO products (product_id, product_name, price, stock_quantity)
  2  VALUES (2, 'Smartphone', -50000, 5);
INSERT INTO products (product_id, product_name, price, stock_quantity)
*
行1でエラーが発生しました。:
ORA-02290: チェック制約(TEST1.SYS_C007759)に違反しました

複数列に適用するチェック制約の例

-- テーブル作成
CREATE TABLE employees (
    emp_id NUMBER PRIMARY KEY,
    salary NUMBER,
    bonus NUMBER,
    CHECK (salary + bonus <= 100000)
);

-- データ挿入例
INSERT INTO employees (emp_id, salary, bonus) VALUES (1, 80000, 15000); -- OK
INSERT INTO employees (emp_id, salary, bonus) VALUES (2, 90000, 20000); -- エラー: 制約違反

外部キー制約とチェック制約の違い

項目	外部キー制約	チェック制約
目的	リレーションシップの整合性を保つ	列の値が条件を満たすことを保証
参照先	他のテーブルの列	テーブル自身の列
条件の自由度	制約は参照先の値に限定される	条件を自由に指定可能
主な用途	テーブル間のリレーションシップ	ビジネスルールの適用

注意点とベストプラクティス

外部キー制約:
- 親テーブルと子テーブルの挿入順序に注意し、必要に応じてトランザクションを使用しましょう。
- ON DELETE CASCADE の利用を検討し、手動でのデータ削除の手間を軽減。
- 大規模データの場合、適切なインデックスを設定してパフォーマンスを確保。
チェック制約:
- 複雑なビジネスロジックはトリガーやアプリケーションで処理し、制約にはシンプルな条件を設定することが推奨されます。
- 運用環境では制約の変更や削除が困難なため、設計段階での十分な検討が重要です。

まとめ

外部キー制約とチェック制約は、データベースの整合性を保つために欠かせない機能です。それぞれの特徴を理解し、適切に利用することで、堅牢なデータベース設計を実現しましょう。また、制約の設定だけでなく、設計時の要件整理や運用面での注意点も意識することが、成功の鍵となります。

[参考]
Oracle Databaseデータベース管理者ガイド 19c

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