Primärschlüssel einfach erklärt

Ein Primärschlüssel besteht aus einer Spalte oder mehreren Spalten. Sein Wert kennzeichnet genau eine Zeile. Bei mehreren Spalten zählt die gesamte Wertekombination. Zwei verschiedene Zeilen dürfen nicht denselben Schlüsselwert haben.

In keiner beteiligten Spalte darf ein Wert fehlen. NULL bezeichnet einen fehlenden Wert. Die Zahl 0 ist dagegen ein vorhandener Wert und als Schlüsselwert möglich, wenn sie noch nicht vergeben ist.

Die Eindeutigkeit muss für alle nach den Regeln erlaubten Einträge gelten, auch für spätere. Dass die Werte in einer kleinen Beispieltabelle verschieden sind, genügt deshalb nicht.

Im theoretischen Modell, also der vereinfachten Beschreibung einer Datenbank, wird der Primärschlüssel aus den Schlüsselkandidaten ausgewählt. Ein Schlüsselkandidat identifiziert Zeilen eindeutig und ist minimal: Keine seiner Spalten kann entfallen, ohne die Eindeutigkeit zu verlieren. Minimal bedeutet dabei nicht, dass jeder Kandidat gleich viele Spalten oder die geringste Spaltenzahl aller Kandidaten hat.

Eine Tabelle kann höchstens einen festgelegten Primärschlüssel haben. Das Datenbankprogramm PostgreSQL prüft bei einem Primärschlüssel Eindeutigkeit und das Verbot von NULL. Es prüft dabei keine Minimalität. Deshalb kann es auch einen Schlüssel mit überflüssigen Spalten annehmen. PostgreSQL erlaubt außerdem Tabellen ohne festgelegten Primärschlüssel.

Ein einspaltiger Primärschlüssel besteht aus einer Spalte. Deren Werte müssen die Zeilen eindeutig kennzeichnen.

Ein zusammengesetzter Primärschlüssel besteht aus mehreren Spalten. Hier muss die gesamte Kombination eindeutig sein. Werte einer einzelnen Spalte dürfen sich wiederholen. Trotzdem darf in keiner der beteiligten Spalten NULL stehen. Die Kombination bleibt ein einziger Primärschlüssel.

Die ausgedachte Tabelle „Raumnutzung“ unten hat die Spalten Raum, Tag und Zweck. Es gilt die Regel: Für jeden Raum gibt es an jedem Tag höchstens einen Eintrag. Raum und Tag zusammen kennzeichnen deshalb eine Zeile eindeutig. Raum R1 kommt mehrfach vor, ebenso der Tag Montag. Keine dieser beiden Spalten reicht für sich aus. Die Kombination enthält damit keine überflüssige Spalte und eignet sich im theoretischen Modell als Primärschlüssel.

Prüfe zuerst die Regeln der Tabelle: Welche Spalte oder Kombination bleibt für alle erlaubten Einträge eindeutig? In den gewählten Schlüsselspalten darf kein Wert fehlen. Streiche bei der theoretischen Auswahl jede überflüssige Spalte. Wenn mehrere Schlüsselkandidaten passen, kannst du einen davon als Primärschlüssel auswählen.

Wenige Spalten und einfache Werte sind praktisch. Auch zeitliche Stabilität ist eine Empfehlung: Ein Schlüsselwert sollte möglichst gleich bleiben. Eine Änderung ist nicht grundsätzlich verboten, kann aber Änderungen an Verweisen auf diesen Wert erfordern.

Für die ausgedachte Tabelle „Pflanzenbestand“ unten gelten diese Regeln: Jede Pflanze erhält eine eigene Pflanzennummer. Diese Nummer fehlt nie, bleibt gleich und wird auch später nicht erneut vergeben. Pflanzenarten und Standorte dürfen sich wiederholen; der Standort kann sich ändern.

Die Pflanzennummer ist deshalb eine geeignete Wahl. Sie bleibt eindeutig und ist vorhanden. Eine einzelne Spalte genügt. Pflanzenart und Standort scheiden jeweils allein aus, weil ihre Werte mehrfach vorkommen dürfen. Die Kombination aus Pflanzennummer und Standort wäre zwar eindeutig, enthielte aber eine überflüssige Spalte: Die Pflanzennummer reicht bereits.

Ein Primärschlüssel kennzeichnet die Zeilen seiner Tabelle eindeutig. Ein Fremdschlüssel stellt einen Verweis her: Eine Spalte oder Spaltenkombination verweist auf einen dafür zugelassenen eindeutigen Schlüssel. Das Ziel kann in einer anderen Tabelle oder in derselben Tabelle liegen.

Das Ziel muss nicht der Primärschlüssel sein. Beispielsweise erlaubt PostgreSQL auch andere dafür zugelassene Spalten oder Spaltenkombinationen, deren Eindeutigkeit gesichert ist.

Für die folgenden Beispiele betrachten wir Fremdschlüssel aus einer Spalte. Jeder eingetragene Fremdschlüsselwert muss als Schlüsselwert im Ziel vorhanden sein. Mehrere Zeilen dürfen denselben Zielwert verwenden. Ein Fremdschlüssel muss deshalb nicht eindeutig sein. Eine Spalte kann aber zugleich Primärschlüssel und Fremdschlüssel sein, wenn sie beide Aufgaben erfüllt.

Ein Fremdschlüssel darf einen fehlenden Wert enthalten, wenn die festgelegten Regeln dies erlauben. Bei mehreren Fremdschlüsselspalten hängt die Behandlung teilweise fehlender Werte von den Regeln ab. In PostgreSQL kann die Prüfung des Verweises je nach Einstellung schon bei einem fehlenden Teil entfallen oder erst dann, wenn alle Teile fehlen. Ein Verbot fehlender Werte schließt solche Ausnahmen aus.