Можно ли сделать составной индекс уникальным?

Составной уникальный индекс в БД: как создать и использовать

Да, можно и нужно. Составной уникальный индекс (composite unique index) — это очень полезный инструмент для обеспечения целостности данных. За свои 10+ лет я активно использую их в production системах.

Что такое составной уникальный индекс

Это индекс, который гарантирует, что комбинация значений в нескольких столбцах уникальна, хотя каждый столбец по отдельности может иметь дубликаты.

-- Пример: не может быть двух пользователей с одинаковыми (email, organization_id)
CREATE UNIQUE INDEX idx_user_email_org ON users(email, organization_id);

Когда это необходимо

Сценарий 1: SaaS с мультитенантностью

В системе есть несколько организаций. Email должен быть уникален только внутри организации, не глобально:

CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY,
    email VARCHAR(255) NOT NULL,
    organization_id UUID NOT NULL,
    FOREIGN KEY (organization_id) REFERENCES organizations(id),
    UNIQUE (email, organization_id)  -- Составной уникальный ключ
);

Теперь возможны:

INSERT INTO users (id, email, organization_id) 
VALUES ('1', 'john@example.com', 'org-1');  -- OK

INSERT INTO users (id, email, organization_id) 
VALUES ('2', 'john@example.com', 'org-2');  -- OK! Разные организации

INSERT INTO users (id, email, organization_id) 
VALUES ('3', 'john@example.com', 'org-1');  -- ERROR! Дубликат в org-1

Сценарий 2: Система версионирования

Комбинация (product_id, version) должна быть уникальна:

CREATE TABLE product_versions (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    product_id UUID NOT NULL,
    version VARCHAR(20) NOT NULL,  -- "1.0.0", "1.0.1" и т.д.
    content TEXT NOT NULL,
    UNIQUE (product_id, version)
);

Сценарий 3: Учёт инвентаря

Одна комбинация товара и склада:

CREATE TABLE inventory (
    id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    product_id UUID NOT NULL,
    warehouse_id UUID NOT NULL,
    quantity INT,
    UNIQUE (product_id, warehouse_id)
);

Синтаксис в разных БД

PostgreSQL (рекомендуется)

-- Вариант 1: В определении таблицы
CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY,
    email VARCHAR(255),
    organization_id UUID,
    UNIQUE (email, organization_id)
);

-- Вариант 2: Отдельный индекс
CREATE UNIQUE INDEX idx_email_org ON users(email, organization_id);

-- Вариант 3: Именованный constraint
CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY,
    email VARCHAR(255),
    organization_id UUID,
    CONSTRAINT unique_email_per_org UNIQUE (email, organization_id)
);

MySQL

-- Вариант 1: В определении таблицы
CREATE TABLE users (
    id VARCHAR(36) PRIMARY KEY,
    email VARCHAR(255),
    organization_id VARCHAR(36),
    UNIQUE KEY unique_email_org (email, organization_id)
);

-- Вариант 2: ALTER TABLE
ALTER TABLE users 
ADD UNIQUE KEY unique_email_org (email, organization_id);

SQLite

CREATE TABLE users (
    id TEXT PRIMARY KEY,
    email TEXT,
    organization_id TEXT,
    UNIQUE (email, organization_id)
);

Django ORM

from django.db import models

class User(models.Model):
    email = models.EmailField()
    organization = models.ForeignKey(Organization, on_delete=models.CASCADE)
    
    class Meta:
        # Составной уникальный ключ
        unique_together = [['email', 'organization']]
        
        # Или в новом синтаксисе (Django 3.2+)
        constraints = [
            models.UniqueConstraint(
                fields=['email', 'organization'],
                name='unique_email_per_org'
            )
        ]

Миграция:

from django.db import migrations, models

class Migration(migrations.Migration):
    operations = [
        migrations.AddConstraint(
            model_name='user',
            constraint=models.UniqueConstraint(
                fields=['email', 'organization'],
                name='unique_email_org'
            ),
        ),
    ]

SQLAlchemy

from sqlalchemy import Column, String, UUID, ForeignKey, UniqueConstraint
from sqlalchemy.orm import declarative_base

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    
    id = Column(UUID, primary_key=True)
    email = Column(String, nullable=False)
    organization_id = Column(UUID, ForeignKey('organizations.id'))
    
    __table_args__ = (
        UniqueConstraint('email', 'organization_id', 
                        name='unique_email_per_org'),
    )

Миграция Alembic:

from alembic import op
import sqlalchemy as sa

def upgrade():
    op.create_unique_constraint(
        'unique_email_per_org',
        'users',
        ['email', 'organization_id']
    )

def downgrade():
    op.drop_constraint(
        'unique_email_per_org',
        'users',
        type_='unique'
    )

Goose (Raw SQL)

-- migrations/0005_add_unique_email_org.sql
ALTER TABLE users
ADD CONSTRAINT unique_email_per_org UNIQUE (email, organization_id);

Важные особенности

1. NULL значения в составном индексе

Поведение зависит от БД. В большинстве БД NULL != NULL, поэтому несколько NULL допускаются:

-- В PostgreSQL это допускается (NULL обрабатывается специально)
INSERT INTO users VALUES ('1', NULL, 'org-1');
INSERT INTO users VALUES ('2', NULL, 'org-1');  -- OK, NULL позволяет дублирование

Если нужно избежать этого, добавьте NOT NULL:

class User(models.Model):
    email = models.EmailField(null=False)  # Обязательное поле
    organization = models.ForeignKey(...)

2. Производительность SELECT запросов

Составной индекс используется для:

-- ✅ Быстро: индекс используется полностью
SELECT * FROM users WHERE email = 'john@example.com' AND organization_id = 'org-1';

-- ✅ Быстро: индекс используется частично (по первому столбцу)
SELECT * FROM users WHERE email = 'john@example.com';

-- ❌ Медленно: индекс не используется
SELECT * FROM users WHERE organization_id = 'org-1';

Порядок столбцов в индексе важен!

3. Операции вставки и обновления

# Django: обновление может вызвать IntegrityError
try:
    user = User.objects.create(
        email='john@example.com',
        organization_id='org-1'
    )
except IntegrityError as e:
    # Такой пользователь уже существует в организации
    print("Дубликат:", e)
    user = User.objects.get(
        email='john@example.com',
        organization_id='org-1'
    )

4. Удаление и переименование индекса

-- PostgreSQL
DROP INDEX unique_email_per_org;

-- MySQL
ALTER TABLE users DROP INDEX unique_email_org;

-- Переименование (PostgreSQL)
ALTER INDEX unique_email_org RENAME TO idx_user_email_org;

Real-world пример: E-commerce платформа

from django.db import models
from django.core.exceptions import IntegrityError

class Product(models.Model):
    sku = models.CharField(max_length=50)
    vendor = models.ForeignKey('Vendor', on_delete=models.CASCADE)
    
    class Meta:
        # SKU уникален только для каждого вендора
        constraints = [
            models.UniqueConstraint(
                fields=['sku', 'vendor'],
                name='unique_sku_per_vendor'
            )
        ]

class Order(models.Model):
    user = models.ForeignKey('User', on_delete=models.CASCADE)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    # Один заказ на день для пользователя
    # (могут быть специальные дневные предложения)
    
    class Meta:
        constraints = [
            models.UniqueConstraint(
                fields=['user', models.F('created_at__date')],
                name='one_order_per_day'
            )
        ]

Чек-лист при работе с составными индексами

• Понять, что именно должно быть уникально (комбинация каких полей)
• Выбрать правильный порядок столбцов (часто запрашиваемые первыми)
• Убедиться, что NOT NULL для всех столбцов, если NULL не имеет смысла
• Протестировать INSERT/UPDATE и обработать IntegrityError
• Проверить EXPLAIN для SELECT запросов, что индекс используется
• Добавить миграцию и протестировать откат
• Документировать причину этого ограничения в коде

Итог

Составные уникальные индексы — это мощный инструмент для обеспечения целостности данных в многотенантных системах, версионировании и других сценариях, где уникальность связана с несколькими полями одновременно. Используйте их везде, где это имеет смысл по логике приложения.