今天小編給大家分享一下MySQL為什么不能用uuid做主鍵的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),內(nèi)容詳細(xì),邏輯清晰,相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí),所以分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲,下面我們一起來了解一下吧。
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前言
在mysql中設(shè)計(jì)表的時(shí)候,mysql官方推薦不要使用uuid或者不連續(xù)不重復(fù)的雪花id(long形且唯一,單機(jī)遞增),而是推薦連續(xù)自增的主鍵id,官方的推薦是auto_increment,那么為什么不建議采用uuid,使用uuid究竟有什么壞處?
一、mysql和程序?qū)嵗?/strong>
1.1.要說明這個(gè)問題,我們首先來建立三張表
分別是user_auto_key,user_uuid,user_random_key,分別表示自動(dòng)增長的主鍵,uuid作為主鍵,
隨機(jī)key作為主鍵,其它我們完全保持不變.
根據(jù)控制變量法,我們只把每個(gè)表的主鍵使用不同的策略生成,而其他的字段完全一樣,然后測(cè)試一下表的插入速度和查詢速度:
注:這里的隨機(jī)key其實(shí)是指用雪花算法算出來的前后不連續(xù)不重復(fù)無規(guī)律的id:一串18位長度的long值
1.2.光有理論不行,直接上程序,使用spring的jdbcTemplate來實(shí)現(xiàn)增查測(cè)試:
技術(shù)框架:springboot+jdbcTemplate+junit+hutool,程序的原理就是連接自己的測(cè)試數(shù)據(jù)庫,然后在相同的環(huán)境下寫入同等數(shù)量的數(shù)據(jù),來分析一下insert插入的時(shí)間來進(jìn)行綜合其效率,為了做到最真實(shí)的效果,所有的數(shù)據(jù)采用隨機(jī)生成,比如名字、郵箱、地址都是隨機(jī)生成。
package com.wyq.mysqldemo; import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil; import com.wyq.mysqldemo.databaseobject.UserKeyAuto; import com.wyq.mysqldemo.databaseobject.UserKeyRandom; import com.wyq.mysqldemo.databaseobject.UserKeyUUID; import com.wyq.mysqldemo.diffkeytest.AutoKeyTableService; import com.wyq.mysqldemo.diffkeytest.RandomKeyTableService; import com.wyq.mysqldemo.diffkeytest.UUIDKeyTableService; import com.wyq.mysqldemo.util.JdbcTemplateService; import org.junit.jupiter.api.Test; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest; import org.springframework.util.StopWatch; import java.util.List; @SpringBootTest class MysqlDemoApplicationTests { @Autowired private JdbcTemplateService jdbcTemplateService; @Autowired private AutoKeyTableService autoKeyTableService; @Autowired private UUIDKeyTableService uuidKeyTableService; @Autowired private RandomKeyTableService randomKeyTableService; @Test void testDBTime() { StopWatch stopwatch = new StopWatch("執(zhí)行sql時(shí)間消耗"); /** * auto_increment key任務(wù) */ final String insertSql = "INSERT INTO user_key_auto(user_id,user_name,sex,address,city,email,state) VALUES(?,?,?,?,?,?,?)"; List<UserKeyAuto> insertData = autoKeyTableService.getInsertData(); stopwatch.start("自動(dòng)生成key表任務(wù)開始"); long start1 = System.currentTimeMillis(); if (CollectionUtil.isNotEmpty(insertData)) { boolean insertResult = jdbcTemplateService.insert(insertSql, insertData, false); System.out.println(insertResult); } long end1 = System.currentTimeMillis(); System.out.println("auto key消耗的時(shí)間:" + (end1 - start1)); stopwatch.stop(); /** * uudID的key */ final String insertSql2 = "INSERT INTO user_uuid(id,user_id,user_name,sex,address,city,email,state) VALUES(?,?,?,?,?,?,?,?)"; List<UserKeyUUID> insertData2 = uuidKeyTableService.getInsertData(); stopwatch.start("UUID的key表任務(wù)開始"); long begin = System.currentTimeMillis(); if (CollectionUtil.isNotEmpty(insertData)) { boolean insertResult = jdbcTemplateService.insert(insertSql2, insertData2, true); System.out.println(insertResult); } long over = System.currentTimeMillis(); System.out.println("UUID key消耗的時(shí)間:" + (over - begin)); stopwatch.stop(); /** * 隨機(jī)的long值key */ final String insertSql3 = "INSERT INTO user_random_key(id,user_id,user_name,sex,address,city,email,state) VALUES(?,?,?,?,?,?,?,?)"; List<UserKeyRandom> insertData3 = randomKeyTableService.getInsertData(); stopwatch.start("隨機(jī)的long值key表任務(wù)開始"); Long start = System.currentTimeMillis(); if (CollectionUtil.isNotEmpty(insertData)) { boolean insertResult = jdbcTemplateService.insert(insertSql3, insertData3, true); System.out.println(insertResult); } Long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("隨機(jī)key任務(wù)消耗時(shí)間:" + (end - start)); stopwatch.stop(); String result = stopwatch.prettyPrint(); System.out.println(result); }
1.3.程序?qū)懭虢Y(jié)果
可以看出在數(shù)據(jù)量100W左右的時(shí)候,uuid的插入效率墊底,并且在后序增加了130W的數(shù)據(jù),uudi的時(shí)間又直線下降。
時(shí)間占用量總體可以打出的效率排名為:auto_key>random_key>uuid,uuid的效率最低,在數(shù)據(jù)量較大的情況下,效率直線下滑。那么為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?帶著疑問,我們來探討一下這個(gè)問題:
二、使用uuid和自增id的索引結(jié)構(gòu)對(duì)比
2.1.使用自增id的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
自增的主鍵的值是順序的,所以Innodb把每一條記錄都存儲(chǔ)在一條記錄的后面。當(dāng)達(dá)到頁面的最大填充因子時(shí)候(innodb默認(rèn)的最大填充因子是頁大小的15/16,會(huì)留出1/16的空間留作以后的 修改):
①下一條記錄就會(huì)寫入新的頁中,一旦數(shù)據(jù)按照這種順序的方式加載,主鍵頁就會(huì)近乎于順序的記錄填滿,提升了頁面的最大填充率,不會(huì)有頁的浪費(fèi)
②新插入的行一定會(huì)在原有的最大數(shù)據(jù)行下一行,mysql定位和尋址很快,不會(huì)為計(jì)算新行的位置而做出額外的消耗
③減少了頁分裂和碎片的產(chǎn)生
2.2.使用uuid的索引內(nèi)部結(jié)構(gòu)
因?yàn)閡uid相對(duì)順序的自增id來說是毫無規(guī)律可言的,新行的值不一定要比之前的主鍵的值要大,所以innodb無法做到總是把新行插入到索引的最后,而是需要為新行尋找新的合適的位置從而來分配新的空間。
這個(gè)過程需要做很多額外的操作,數(shù)據(jù)的毫無順序會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)分布散亂,將會(huì)導(dǎo)致以下的問題:
①寫入的目標(biāo)頁很可能已經(jīng)刷新到磁盤上并且從緩存上移除,或者還沒有被加載到緩存中,innodb在插入之前不得不先找到并從磁盤讀取目標(biāo)頁到內(nèi)存中,這將導(dǎo)致大量的隨機(jī)IO
②因?yàn)閷懭胧莵y序的,innodb不得不頻繁的做頁分裂操作,以便為新的行分配空間,頁分裂導(dǎo)致移動(dòng)大量的數(shù)據(jù),一次插入最少需要修改三個(gè)頁以上
③由于頻繁的頁分裂,頁會(huì)變得稀疏并被不規(guī)則的填充,最終會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)會(huì)有碎片
在把隨機(jī)值(uuid和雪花id)載入到聚簇索引(innodb默認(rèn)的索引類型)以后,有時(shí)候會(huì)需要做一次OPTIMEIZE TABLE來重建表并優(yōu)化頁的填充,這將又需要一定的時(shí)間消耗。
結(jié)論:使用innodb應(yīng)該盡可能的按主鍵的自增順序插入,并且盡可能使用單調(diào)的增加的聚簇鍵的值來插入新行
2.3.使用自增id的缺點(diǎn)
那么使用自增的id就完全沒有壞處了嗎?并不是,自增id也會(huì)存在以下幾點(diǎn)問題:
①別人一旦爬取你的數(shù)據(jù)庫,就可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫的自增id獲取到你的業(yè)務(wù)增長信息,很容易分析出你的經(jīng)營情況
②對(duì)于高并發(fā)的負(fù)載,innodb在按主鍵進(jìn)行插入的時(shí)候會(huì)造成明顯的鎖爭(zhēng)用,主鍵的上界會(huì)成為爭(zhēng)搶的熱點(diǎn),因?yàn)樗械牟迦攵及l(fā)生在這里,并發(fā)插入會(huì)導(dǎo)致間隙鎖競(jìng)爭(zhēng)
③Auto_Increment鎖機(jī)制會(huì)造成自增鎖的搶奪,有一定的性能損失
附:Auto_increment的鎖爭(zhēng)搶問題,如果要改善需要調(diào)優(yōu)innodb_autoinc_lock_mode的配置
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