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
两个表必须是InnoDB表 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 |
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。
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。
外键：
外键是指引用另外一个表中的一列或多列数据，被引用的列应该具有主键约束或者唯一性约束。外键用来建立和加强两个表数据之间的连接。
为表添加外键约束的语法格式如下：
alert table 表名 add constraint FK_ID foreign key(外键字段名) references 外表表名(主键字段名)建立外键是为了保证数据的完整和统一性，但如果主表中的数据被删除或修改，从表中的数据该怎么办？很明显应该删除，否则数据库中会存在很多无意义的垃圾数据。为此，MySQL可以在建立外键时添加ON DELETE或ON UPDATE子句来告诉数据库，怎样避免垃圾数据的产生。
alter table 表名 add constraint FK_ID foreign key (外键字段名) references 外表表名 (主键字段名)
[on delete {cascade | set null | no action| restrict}]
[on update {cascade | set null | no action| restrict}]其中restrict是默认操作，表示拒绝主表删除或修改外键关联列，这是最安全的设置。
而cascade表示删除包含与已删除键值有参考关系的所有记录。
在实际开发中，根据业务逻辑的需求，需要解除两个表之间的关联关系时，就需要删除外键约束。删除外键约束的语法如下：
alter table 表名 drop foreign key 外键名;注意：外键的使用条件
① 两个表必须是InnoDB表，MyISAM表暂时不支持外键
② 外键列必须建立了索引，MySQL 4.1.2以后的版本在建立外键时会自动创建索引，但如果在较早的版本则需要显式建立；
③ 外键关系的两个表的列必须是数据类型相似，也就是可以相互转换类型的列，比如int和tinyint可以，而int和char则不可以；
外键的好处：可以使得两张表关联，保证数据的一致性和实现一些级联操作。
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。
