Зачем нужны многоколоночные foreign key

Представь, тебе нужно описать граф в реляционной модели

Скорее всего получится приблизительно такое:

create table graph (
    id bigserial primary key
);

create table node (
    id bigserial primary key,
    graph_id bigint
);

create table edge (
    id bigserial primary key,
    from_id bigint,
    to_id bigint
);

Далее добавим внешние ключи, чтобы гарантировать целостность

node (graph_id) -> graph (id)
edge (from_id) -> node (id)
edge (to_id) -> node (id)

И на этом в целом можно закончить

Однако схема позволяет создать ребро, которое будет связывать две вершины из разных графов:

graph(id = 1)
graph(id = 2)

node(id = 1, graph_id = 1)
node(id = 2, graph_id = 2)

edge(id = 1, from_id = 1, to_id = 2) // no error

Валидировать такое можно с помощью
- триггеров
- проверок на уровне приложения
- многоколоночных внешних ключей

С первыми двумя вариантами в целом все ясно, а третий рассмотрим подробнее. Реализовать его можно так:

1. Добавляем в таблицу edge колонку graph_id
2. Для ребер многоколоночные внешние ключи:

node (graph_id) -> graph (id)
edge (graph_id, from_id) -> node (graph_id, id)
edge (graph_id, to_id) -> node (graph_id, id)

Такие ключи уже на уровне схемы данных не позволят привязать ребро к вершинам из разных графов

p.s.: для того чтобы сделать многоколоночный внешний ключ, на целевой таблице этот набор колонок должен быть уникальным — в нашем случае должен быть primary key / unique index на node (graph_id, id)