主鍵和外鍵是把多個表組織為一個有效的關系數據庫的粘合劑。主鍵和外鍵的設計對物理數據庫的性能和可用性都有著決定性的影響。
必須將數據庫模式從理論上的邏輯設計轉換為實際的物理設計。而主鍵和外鍵的結構是這個設計過程的症結所在。一旦將所設計的數據庫用於了生產環境，就很難對這些鍵進行修改，所以在開發階段就設計好主鍵和外鍵就是非常必要和值得的。
首先來談：主鍵。
關系數據庫依賴於主鍵---它是數據庫物理模式的基石。主鍵在物理層面上只有兩個用途：
1. 惟一地標識一行。
2. 作為一個可以被外鍵有效引用的對象。
基於以上這兩個用途，下面給出了我在設計物理層面的主鍵時所遵循的一些原則：
1. 主鍵應當是對用戶沒有意義的。如果用戶看到了一個表示多對多關系的連接表中的數據，並抱怨它沒有什麼用處，那就證明它的主鍵設計地很好。
2. 主鍵應該是單列的，以便提高連接和篩選操作的效率。
注：使用復合鍵的人通常有兩個理由為自己開脫，而這兩個理由都是錯誤的。其一是主鍵應當具有實際意義，然而，讓主鍵具有意義只不過是給人為地破壞數據庫提供了方便。其二是利用這種方法可以在描述多對多關系的連接表中使用兩個外部鍵來作為主鍵，我也反對這種做法，理由是：復合主鍵常常導致不良的外鍵，即當連接表成為另一個從表的主表，而依據上面的第二種方法成為這個表主鍵的一部分，然，這個表又有可能再成為其它從表的主表，其主鍵又有可能成了其它從表主鍵的一部分，如此傳遞下去，越靠後的從表，其主鍵將會包含越多的列了。
3. 永遠也不要更新主鍵。實際上，因為主鍵除了惟一地標識一行之外，再沒有其他的用途了，所以也就沒有理由去對它更新。如果主鍵需要更新，則說明主鍵應對用戶無意義的原則被違反了。
注：這項原則對於那些經常需要在數據轉換或多數據庫合並時進行數據整理的數據並不適用。
4. 主鍵不應包含動態變化的數據，如時間戳、創建時間列、修改時間列等。
5. 主鍵應當有計算機自動生成。如果由人來對主鍵的創建進行干預，就會使它帶有除了惟一標識一行以外的意義。一旦越過這個界限，就可能產生認為修改主鍵的動機，這樣，這種系統用來鏈接記錄行、管理記錄行的關鍵手段就會落入不了解數據庫設計的人的手中。
