Ein Natural Key ist ein Schlüssel in einer Datenbank, der aus einem oder mehreren Attributen besteht, die bereits natürlich in den Daten vorhanden sind und zur eindeutigen Identifizierung eines Datensatzes verwendet werden. Natural Keys basieren auf realen, aussagekräftigen Attributen und spiegeln oft die Geschäftslogik wider. Beispiele für Natural Keys sind Sozialversicherungsnummern, E-Mail-Adressen oder Artikelnummern.
Merkmale eines Natural Keys:
Bedeutungsvoll: Ein Natural Key hat eine reale Bedeutung im Geschäftskontext. Zum Beispiel könnte die Sozialversicherungsnummer als Natural Key für eine Person dienen, da sie einzigartig und identifizierbar ist.
Eindeutigkeit: Der Natural Key muss innerhalb der Tabelle eindeutig sein, um als Primärschlüssel zu fungieren. Die E-Mail-Adresse eines Kunden kann beispielsweise als Natural Key in einer Kundentabelle verwendet werden, solange jede E-Mail-Adresse eindeutig ist.
Stabilität: Idealerweise ändert sich der Natural Key nur selten oder nie, da Änderungen des Schlüssels zu Problemen in der Datenbankintegrität führen können.
Beispiele für Natural Keys
Sozialversicherungsnummer (SSN): Für eine Personentabelle könnte die Sozialversicherungsnummer als Natural Key verwendet werden, da sie in der Regel für jede Person einzigartig ist und sich selten ändert.
ISBN für Bücher: Eine ISBN (International Standard Book Number) ist eine eindeutige Identifikation für Bücher. Sie ist weltweit einzigartig und eignet sich als Natural Key in einer Tabelle für Buchdaten.
Artikelnummer für Produkte: Eine Artikelnummer (z. B. SKU) kann als Natural Key in einer Produkttabelle verwendet werden. Solange jede Artikelnummer eindeutig ist, kann sie das Produkt ohne zusätzlichen Surrogate Key identifizieren.
E-Mail-Adresse für Kunden: Eine E-Mail-Adresse könnte als Natural Key in einer Kundentabelle dienen, da sie in der Regel einzigartig ist und Kunden oft direkt identifiziert.
Vorteile und Nachteile von Natural Keys
Vorteile:
- Natürlich und selbsterklärend: Da Natural Keys auf realen Daten basieren, sind sie für Benutzer und Entwickler leichter verständlich.
- Keine zusätzlichen Daten erforderlich: Ein Natural Key verwendet Daten, die bereits vorhanden sind, wodurch der Bedarf an zusätzlichen Surrogate Keys entfällt.
Nachteile:
- Instabilität: Viele Natural Keys sind nicht stabil. Beispielsweise kann sich eine E-Mail-Adresse oder eine Telefonnummer ändern, was zu Dateninkonsistenzen führt.
- Datenvolumen und Performance: Wenn der Natural Key aus mehreren Spalten besteht oder eine größere Datenmenge enthält, kann dies die Performance beeinträchtigen und die Indexgröße erhöhen.
- Risiko von Duplikaten: In einigen Fällen können Natural Keys nicht immer garantiert eindeutig sein, insbesondere wenn sie auf externen Daten basieren (z. B. Telefonnummern).
Wann man Natural Keys verwenden sollte
- Stabile Daten: Wenn der Natural Key in den Daten stabil ist und sich selten ändert, kann er eine gute Wahl sein.
- Eindeutige Daten: Wenn die natürlichen Daten bereits garantiert eindeutig sind (z. B. ISBNs oder Sozialversicherungsnummern), ist ein Natural Key sinnvoll.
- Kleine Tabellen: Für kleinere Datenmengen können Natural Keys oft problemlos eingesetzt werden, ohne dass die Performance leidet.
Natural Key vs. Surrogate Key
In modernen Datenmodellen werden oft Surrogate Keys bevorzugt (z. B. automatisch generierte IDs), weil sie einfacher zu verwalten und stabiler sind. Surrogate Keys haben keine Bedeutung außerhalb der Datenbank und sind ideal für Datensätze, die sich potenziell ändern können. Natural Keys bleiben jedoch nützlich für Daten, die über verschiedene Systeme hinweg synchronisiert werden müssen und eine natürliche, unveränderliche Identität besitzen.
Beispiel zur Veranschaulichung:
- In einer Kundentabelle könnte man die Kundennummer als Natural Key verwenden, wenn sie vom Geschäftskontext vorgegeben ist und stabil bleibt.
- In einer Bestellungstabelle hingegen ist es üblicher, einen Surrogate Key (z. B. eine automatisch generierte Bestellnummer) zu verwenden, da eine Bestellung oft eine interne Identifikation erfordert, die leichter zu verwalten ist.
Natural Keys können nützlich sein, sollten aber sorgfältig ausgewählt werden, um Probleme bei der Datenintegrität und -verwaltung zu vermeiden.