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被问懵了:MySQL 自增主键一定是连续的吗?

小哈学Java | 122 2023-03-06 00:18 0 0 0
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测试环境:

MySQL版本:8.0

数据库表:T (主键id,唯一索引c,普通字段d)

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如果你的业务设计依赖于自增主键的连续性,这个设计假设自增主键是连续的。但实际上,这样的假设是错的,因为自增主键不能保证连续递增。

一、自增值的属性特征:

1. 自增主键值是存储在哪的?

MySQL5.7版本

在 MySQL 5.7 及之前的版本,自增值保存在内存里,并没有持久化。每次重启后,第一次打开表的时候,都会去找自增值的最大值 max(id),然后将 max(id)+1 作为这个表当前的自增值。

MySQL8.0之后版本

在 MySQL 8.0 版本,将自增值的变更记录在了 redo log 中,重启的时候依靠 redo log 恢复重启之前的值。

可以通过看表详情查看当前自增值,以及查看表参数详情AUTO_INCREMENT值(AUTO_INCREMENT就是当前数据表的自增值)

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2. 自增主键值的修改机制?

在表t中,我定义了主键id为自增值,在插入一行数据的时候,自增值的行为如下:

  1. 如果插入数据时 id 字段指定为 0、null 或未指定值,那么就把这个表当前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段;
  2. 如果插入数据时 id 字段指定了具体的值,就直接使用语句里指定的值。

根据要插入的值和当前自增值的大小关系,自增值的变更结果也会有所不同。假设,某次要插入的值是 X,当前的自增值是 Y。

  1. 如果 X<Y,那么这个表的自增值不变;
  2. 如果 X≥Y,就需要把当前自增值修改为新的自增值。

二、新增语句自增主键是如何变化的:

我们执行以下SQL语句,来观察自增主键是如何进行变化的

      
      insert into t values(null11); 

流程图如下所示

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流程步骤:

  • AUTO_INCREMENT=1 (表示下一次插入数据时,如果需要自动生成自增值,会生成 id=1。)
  • insert into t values(null, 1, 1) (执行器调用 InnoDB 引擎接口写入一行,传入的这一行的值是 (0,1,1))
  • get AUTO_INCREMENT=1 (InnoDB 发现用户没有指定自增 id 的值,获取表 t 当前的自增值 1 )
  • AUTO_INCREMENT=2 insert into t values(1, 1, 1) (将传入的行的值改成 (1,1,1),并把自增值改为2)
  • insert (1,1,1) 执行插入操作,至此流程结束

大家可以发现,在这个流程当中是先进行自增值的+1,在进行新增语句的执行的。大家可以发现这个操作并没有进行原子操作,如果SQL语句执行失败,那么自增是不是就不会连续了呢?

三、自增主键值不连续情况:(唯一主键冲突)

当我执行以下SQL语句时

      
      insert into t values(null11); 

第一次我们可以进行新增成功,根据自增值的修改机制。如果插入数据时 id 字段指定为 0、null 或未指定值,那么就把这个表当前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段;

当我们第二次在执行以下SQL语句时,就会出现错误。因为我们表中c字段是唯一索引,会出现Duplicate key error错误导致新增失败。

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例如:

  • AUTO_INCREMENT=2 (表示下一次插入数据时,如果需要自动生成自增值,会生成 id=2。)
  • insert into t values(null, 1, 1) (执行器调用 InnoDB 引擎接口写入一行,传入的这一行的值是 (0,1,1))
  • get AUTO_INCREMENT=2 (InnoDB 发现用户没有指定自增 id 的值,获取表 t 当前的自增值 2 )
  • AUTO_INCREMENT=3 insert into t values(2, 1, 1) (将传入的行的值改成 (2,1,1),并把自增值改为3)
  • insert (2,1,1)  执行插入操作,由于已经存在 c=1 的记录,所以报 Duplicate key error,语句返回。

可以看到,这个表的自增值改成 3,是在真正执行插入数据的操作之前。这个语句真正执行的时候,因为碰到唯一键 c 冲突,所以 id=2 这一行并没有插入成功,但也没有将自增值再改回去。所以,在这之后,再插入新的数据行时,拿到的自增 id 就是 3。也就是说,出现了自增主键不连续的情况。

四、自增主键值不连续情况:(事务回滚)

其实事务回滚原理也和上面一样,都是因为异常导致新增失败,但是自增值没有进行回退。

五、自增主键值不连续情况:(批量插入)

批量插入数据的语句,MySQL 有一个批量申请自增 id 的策略:

  1. 语句执行过程中,第一次申请自增 id,会分配 1 个;
  2. 1 个用完以后,这个语句第二次申请自增 id,会分配 2 个;
  3. 2 个用完以后,还是这个语句, 第三次申请自增 id,会分配 4 个;
  4. 依此类推,同一个语句去申请自增 id,每次申请到的自增 id 个数都是上一次的两倍。

执行以下SQL语句(在表t中先新增了4条数据,在创建表tt把表t数据进行批量新增)

      
      insert into t values(null1,1);
insert into t values(null2,2);
insert into t values(null3,3);
insert into t values(null4,4);
create table tt like t;
insert into tt(c,d) select c,d from t;

insert into tt values(null5,5);

第一次申请到了 id=1,第二次被分配了 id=2 和 id=3, 第三次被分配到 id=4 到 id=7。当我们再执行 insert into t2 values(null, 5,5),实际上插入的数据就是(8,5,5),出现了自增主键不连续的情况。

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六、自增主键值的优化

1.什么是自增锁

自增锁是一种比拟非凡的表级锁。并且在事务向蕴含了 AUTO_INCREMENT 列的表中新增数据时就会去持有自增锁,假如事务 A 正在做这个操作,如果另一个事务 B 尝试执行 INSERT语句,事务 B 会被阻塞住,直到事务 A 开释自增锁。

2.自增锁有哪些优化

在 MySQL 5.0 版本的时候,自增锁的范围是语句级别。也就是说,如果一个语句申请了一个表自增锁,这个锁会等语句执行结束以后才释放。显然,这样设计会影响并发度。在MySQL 5.1.22 版本引入了一个新策略,新增参数 innodb_autoinc_lock_mode,默认值是 1。

传统模式(Traditional)

这个参数的值被设置为 0 时,表示采用之前 MySQL 5.0 版本的策略,即语句执行结束后才释放锁;

传统模式他可以保证数据一致性,但是如果有多个事务并发的执行 INSERT 操作,AUTO-INC的存在会使得 MySQL 的性能略有降落,因为同时只能执行一条 INSERT 语句。

间断模式(Consecutive)

这个参数的值被设置为 1 时:普通 insert 语句,自增锁在申请之后就马上释放;类似 insert … select 这样的批量插入数据的语句,自增锁还是要等语句结束后才被释放;

间断模式他可以保证数据一致性,但是如果有多个事务并发的执行 INSERT 批量操作时,就会进行锁等待状态。如果我们业务插入数据量很大时,这个时候MySQL的性能就会大大下降。

穿插模式(Interleaved)

这个参数的值被设置为 2 时,所有的申请自增主键的动作都是申请后就释放锁。

穿插模式他没有进行任何的上锁设置。在一定情况下是保证了MySQL的性能,但是他无法保证数据的一致性。如果我们在穿插模式下进行主从复制时,如果你的binlog格式不是row格式,主从复制就会出现不一致。

七、MySQL8.0做了哪些优化

在MySQL8.0之后版本,已经默认设置为 innodb_autoinc_lock_mode=2 , binlog_format=row.。这样更有利与我们在 insert … select 这种批量插入数据的场景时,既能提升并发性,又不会出现数据一致性问题。

作者:又欠

来源:blog.csdn.net/qq_48157004/article/

details/128356734

    
      
        
          

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