MySQL中自增主鍵的示例分析

這篇文章主要介紹了MySQL中自增主鍵的示例分析，具有一定借鑒價(jià)值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

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一、自增值保存在哪兒？

不同的引擎對(duì)于自增值的保存策略不同

1.MyISAM引擎的自增值保存在數(shù)據(jù)文件中

2.InnoDB引擎的自增值，在MySQL5.7及之前的版本，自增值保存在內(nèi)存里，并沒有持久化。每次重啟后，第一次打開表的時(shí)候，都會(huì)去找自增值的最大值max(id)，然后將max(id)+步長作為這個(gè)表當(dāng)前的自增值

select max(ai_col) from table_name for update;

在MySQL8.0版本，將自增值的變更記錄在了redo log中，重啟的時(shí)候依靠redo log恢復(fù)重啟之前的值

二、自增值修改機(jī)制

如果字段id被定義為AUTO_INCREMENT，在插入一行數(shù)據(jù)的時(shí)候，自增值的行為如下：

1.如果插入數(shù)據(jù)時(shí)id字段指定為0、null或未指定值，那么就把這個(gè)表當(dāng)前的AUTO_INCREMENT值填到自增字段

2.如果插入數(shù)據(jù)時(shí)id字段指定了具體的值，就直接使用語句里指定的值

假設(shè)，某次要插入的值是X，當(dāng)前的自增值是Y

1.如果X<Y，那么這個(gè)表的自增值不變

2.如果X>=Y，就需要把當(dāng)前自增值修改為新的自增值

新的自增值生成算法是：從auto_increment_offset（初始值）開始，以auto_increment_increment（步長）為步長，持續(xù)疊加，直到找到第一個(gè)大于X的值，作為新的自增值

三、自增值的修改時(shí)機(jī)

創(chuàng)建一個(gè)表t，其中id是自增主鍵字段、c是唯一索引，建表語句如下：

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  `d` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `c` (`c`)) ENGINE=InnoDB;

假設(shè)，表t里面已經(jīng)有了(1,1,1)這條記錄，這時(shí)再執(zhí)行一條插入數(shù)據(jù)命令：

insert into t values(null, 1, 1);

執(zhí)行流程如下：

1.執(zhí)行器調(diào)用InnoDB引擎接口寫入一行，傳入的這一行的值是(0,1,1)

2.InnoDB發(fā)現(xiàn)用于沒有指定自增id的值，獲取表t當(dāng)前的自增值2

3.將傳入的行的值改成(2,1,1)

4.將表的自增值改成3

5.繼續(xù)執(zhí)行插入數(shù)據(jù)操作，由于已經(jīng)存在c=1的記錄，所以報(bào)Duplicate key error（唯一鍵沖突），語句返回

對(duì)應(yīng)的執(zhí)行流程圖如下：

在這之后，再插入新的數(shù)據(jù)行時(shí)，拿到的自增id就是3。出現(xiàn)了自增主鍵不連續(xù)的情況

唯一鍵沖突和事務(wù)回滾都會(huì)導(dǎo)致自增主鍵id不連續(xù)的情況

四、自增鎖的優(yōu)化

自增id鎖并不是一個(gè)事務(wù)鎖，而是每次申請(qǐng)完就馬上釋放，以便允許別的事務(wù)再申請(qǐng)

但在MySQL5.0版本的時(shí)候，自增鎖的范圍是語句級(jí)別。也就是說，如果一個(gè)語句申請(qǐng)了一個(gè)表自增鎖，這個(gè)鎖會(huì)等語句執(zhí)行結(jié)束以后才釋放

MySQL5.1.22版本引入了一個(gè)新策略，新增參數(shù)innodb_autoinc_lock_mode，默認(rèn)值是1

1.這個(gè)參數(shù)設(shè)置為0，表示采用之前MySQL5.0版本的策略，即語句執(zhí)行結(jié)束后才釋放鎖

2.這個(gè)參數(shù)設(shè)置為1

• 普通insert語句，自增鎖在申請(qǐng)之后就馬上釋放

• 類似insert … select這樣的批量插入數(shù)據(jù)的語句，自增鎖還是要等語句結(jié)束后才被釋放

3.這個(gè)參數(shù)設(shè)置為2，所有的申請(qǐng)自增主鍵的動(dòng)作都是申請(qǐng)后就釋放鎖

為了數(shù)據(jù)的一致性，默認(rèn)設(shè)置為1

如果sessionB申請(qǐng)了自增值以后馬上就釋放自增鎖，那么就可能出現(xiàn)這樣的情況：

• sessionB先插入了兩行數(shù)據(jù)(1,1,1)、(2,2,2)

• sessionA來申請(qǐng)自增id得到id=3，插入了(3,5,5)

• 之后，sessionB繼續(xù)執(zhí)行，插入兩條記錄(4,3,3)、(5,4,4)

當(dāng)binlog_format=statement的時(shí)候，兩個(gè)session是同時(shí)執(zhí)行插入數(shù)據(jù)命令的，所以binlog里面對(duì)表t2的更新日志只有兩種情況：要么先記sessionA的，要么先記錄sessionB的。無論是哪一種，這個(gè)binlog拿到從庫執(zhí)行，或者用來恢復(fù)臨時(shí)實(shí)例，備庫和臨時(shí)實(shí)例里面，sessionB這個(gè)語句執(zhí)行出來，生成的結(jié)果里面，id都是連續(xù)的。這時(shí)，這個(gè)庫就發(fā)生了數(shù)據(jù)不一致

解決這個(gè)問題的思路：

1）讓原庫的批量插入數(shù)據(jù)語句，固定生成連續(xù)的id值。所以，自增鎖直到語句執(zhí)行結(jié)束才釋放，就是為了達(dá)到這個(gè)目的

2）在binlog里面把插入數(shù)據(jù)的操作都如實(shí)記錄進(jìn)來，到備庫執(zhí)行的時(shí)候，不再依賴于自增主鍵去生成。也就是把innodb_autoinc_lock_mode設(shè)置為2，同時(shí)binlog_format設(shè)置為row

如果有批量插入數(shù)據(jù)（insert … select、replace … select和load data）的場景時(shí)，從并發(fā)插入數(shù)據(jù)性能的角度考慮，建議把innodb_autoinc_lock_mode設(shè)置為2，同時(shí)binlog_format設(shè)置為row，這樣做既能并發(fā)性，又不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性的問題

對(duì)于批量插入數(shù)據(jù)的語句，MySQL有一個(gè)批量申請(qǐng)自增id的策略：

1.語句執(zhí)行過程中，第一次申請(qǐng)自增id，會(huì)分配1個(gè)

2.1個(gè)用完以后，這個(gè)語句第二次申請(qǐng)自增id，會(huì)分配2個(gè)

3.2個(gè)用完以后，還是這個(gè)語句，第三次申請(qǐng)自增id，會(huì)分配4個(gè)

4.依次類推，同一個(gè)語句去申請(qǐng)自增id，每次申請(qǐng)到的自增id個(gè)數(shù)都是上一次的兩倍

insert into t values(null, 1,1);
insert into t values(null, 2,2);
insert into t values(null, 3,3);
insert into t values(null, 4,4);
create table t2 like t;
insert into t2(c,d) select c,d from t;
insert into t2 values(null, 5,5);

insert … select，實(shí)際上往表t2中插入了4行數(shù)據(jù)。但是，這四行數(shù)據(jù)是分三次申請(qǐng)的自增id，第一次申請(qǐng)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

由于這條語句實(shí)際上只用上了4個(gè)id，所以id=5到id=7就被浪費(fèi)掉了。之后，再執(zhí)行insert into t2 values(null, 5,5)，實(shí)際上插入了的數(shù)據(jù)就是(8,5,5)

這是主鍵id出現(xiàn)自增id不連續(xù)的第三種原因

五、自增主鍵用完了

自增主鍵字段在達(dá)到定義類型上限后，再插入一行記錄，則會(huì)報(bào)主鍵沖突的錯(cuò)誤

以無符號(hào)整型（4個(gè)字節(jié)，上限就是                                 2                         32                            ?                    1                         2^{32}-1          232?1）為例，通過下面這個(gè)語句序列驗(yàn)證一下：

CREATE TABLE t ( id INT UNSIGNED auto_increment PRIMARY KEY ) auto_increment = 4294967295;
INSERT INTO t VALUES(NULL);
INSERT INTO t VALUES(NULL);

第一個(gè)insert語句插入數(shù)據(jù)成功后，這個(gè)表的AUTO_INCREMENT沒有改變（還是4294967295），就導(dǎo)致了第二個(gè)insert語句又拿到相同的自增id值，再試圖執(zhí)行插入語句，報(bào)主鍵沖突錯(cuò)誤

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