【后端】【django】【models】【进阶】索引和约束全解

django models索引和约束

Django 的 Meta 类支持索引（Indexes）和约束（Constraints），用于优化查询性能并确保数据完整性。

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（一）索引 (indexes)

索引的作用是加速查询，特别是在 WHERE 条件中经常被筛选的字段上添加索引，可以提高查询效率。

class Meta:
    indexes = [
        models.Index(fields=['transaction_time']),  # 给 transaction_time 建立索引，加速按时间查询
        models.Index(fields=['user', 'transaction_type']),  # 复合索引，提高按用户 + 交易类型的查询速度
    ]

1. 单字段索引

models.Index(fields=['transaction_time'])

• 作用：加速按 transaction_time 进行查询，如：

Transaction.objects.filter(transaction_time__gte="2024-01-01")

• 适用场景：时间查询，如获取某个时间段内的交易记录。

2. 复合索引

models.Index(fields=['user', 'transaction_type'])

• 作用：加速 user 和 transaction_type 组合查询，如：

Transaction.objects.filter(user=user_obj, transaction_type="withdrawal")

• 适用场景：多条件查询优化，例如：
  • 先按 user 筛选，再按 transaction_type 过滤。

索引优化建议

• 单独索引适用于高频筛选字段（如 user、created_at）。
• 复合索引适用于组合查询，避免多个 WHERE 条件导致的性能下降。

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（二）唯一约束 (UniqueConstraint)

用于防止数据重复，确保某些字段组合具有唯一性。

models.UniqueConstraint(
    fields=['user', 'transaction_time'], 
    name='unique_user_transaction'
)

• 作用：确保同一个用户在同一时间只能有一条交易记录。
• 防止的问题：避免误操作导致同一时间重复创建交易。

示例

Transaction.objects.create(user=user, amount=100, transaction_time="2024-03-20 10:00:00")
Transaction.objects.create(user=user, amount=50, transaction_time="2024-03-20 10:00:00")  
# ❌ 抛出 IntegrityError，违反唯一约束

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（三）检查约束 (CheckConstraint)

用于自定义数据验证规则，在数据库层面确保数据有效性。

models.CheckConstraint(
    check=models.Q(amount__gt=0),
    name='positive_amount'
)

• 作用：确保 amount 必须大于 0，防止存入负数或 0。
• 防止的问题：防止用户提交负金额或0（无意义的交易）。

示例

Transaction.objects.create(user=user, amount=-50)  
# ❌ 抛出 IntegrityError，违反 `positive_amount` 约束

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（四）总结

功能	代码	作用
单字段索引	models.Index(fields=['transaction_time'])	加速按时间查询
复合索引	models.Index(fields=['user', 'transaction_type'])	加速用户 + 交易类型的查询
唯一约束	models.UniqueConstraint(fields=['user', 'transaction_time'], name='unique_user_transaction')	确保同一用户同一时间不能有重复交易
检查约束	models.CheckConstraint(check=models.Q(amount__gt=0), name='positive_amount')	确保 amount 大于 0

最佳实践

1. 索引优化查询，减少数据库扫描，提高查询速度。
2. 唯一约束防止重复数据，避免手动 filter().exists() 逻辑。
3. 检查约束保护数据完整性，从根本上防止错误数据进入数据库。

适用于 Django + PostgreSQL / MySQL 项目，提升数据一致性和查询效率！