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MYSQL的自增列在实际生产中应用的非常广泛,相信各位所在的公司or团队,MYSQL开发规范中一定会有要求尽量使用自增列去充当表的主键,为什么DBA会有这样的要求,各位在使用MYSQL自增列时遇到过哪些问题?这些问题是由什么原因造成的呢?本文由浅入深,带领大家彻底弄懂MYSQL的自增机制。
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1. 通过auto_increment关键字来指定自增的列,并指定自增列的初始值为1。
[root@localhost][test1]Create table t(id int auto_increment ,namevarchar(10),primary key(id))auto_increment=1;
QueryOK, 0 rows affected (0.63 sec)
2. 自增列上必须有索引,将t表的主键索引删除掉,会报错
[root@localhost][test1]alter table t drop primary key;
ERROR1075 (42000): Incorrect table definition; there can be only one auto column andit must be defined as a key
3. 设定auto_increment_increment参数,可以调整自增步长,该参数有session级跟global级,在分库分表以及双主or多主的模式下比较有用。
4. 一个表上只能有一个自增列
5. Mysql5.7及以下版本,innodb表的自增值保存在内存中,重启后表的自增值会设为max(id)+1,而myisam引擎的自增值是保存在文件中,重启不会丢失。Mysql8.0开始,innodb的自增id能持久化了,重启mysql,自增ID不会丢。
首先:表中自增列的上限是根据自增列的字段类型来定的。
若设定了自增id充当主键,当达到了自增id的上限值时,会发生什么样的事情呢?还是以上面创建的 t表为例, 先回顾它的表结构:
CREATETABLE `t` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(10) COLLATE utf8mb4_binDEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin
无符号的int类型,上限是2147483647。这里我们将表的自增值设为2147483647,再插入两行数据:
[root@localhost][test1]alter table t auto_increment=2147483647;
QueryOK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records:0 Duplicates: 0 Warnings: 0
[root@localhost][test1]insert into t(name) values ('test');
QueryOK, 1 row affected (0.01 sec)
[root@localhost][test1]insert into t(name) values ('test');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '2147483647' for key 'PRIMARY'
可以看到,第一个插入没问题,因为自增列的值为2147483647,这是达到了上限,还没有超过,第二行数据插入时,则报出主键重复,在达到上限后,无法再分配新的更大的自增值,也没有从1开始从头分配,在这里表的auto_increment值会一直是2147483647。
对于写入量大,且经常删除数据的表,自增id设为int类型还是偏小的,所以我们为了避免出现自增id涨满的情况,这边统一建议自增id的类型设为unsigned bingint,这样基本可以保障表的自增id是永远够用的。
这里内容比较多,innodb是索引组织表,所以涉及到索引的知识,但这不是本文的重点,我们快速回顾索引知识:
1. Innodb索引分为主键跟辅助索引,主键即全表,辅助索引叶子节点保存主键的值,而主键的叶子节点保存数据行,中间节点存着叶子节点的路由值。
2. Innodb存储数据(索引)的单位是页,这里默认是16K,这也意味着,数据本身越小,一个页中能存数据的量越多,而检索效率不仅仅由索引的层数来决定,更是由一次能够缓存的数据量来定,也就是说数据本身越小,则一次IO能够提取到缓冲区的数据越多(OS每次IO的量是固定的4K),查询的效率越好。
其实能够理解索引的结构及索引写入插入、更新的原理,则自然就明白为何建议使用自增id。这里我直接列出使用自增id 当主键的好处吧:
1. 顺序写入,避免了叶的分裂,数据写入效率好
2. 缩小了表的体积,特别是相比于UUID当主键,甚至组合字段当主键时,效果更明显
3. 查询效率好,原因就是我上面说到索引知识的第二点。
4. 某些情况下,我们可以利用自增id来统计大表的大致行数。
5. 在数据归档or垃圾数据清理时,也可方便的利用这个id去操作,效率高。
容易出现不连续的id
有的同志会发现,自己的表中id值存在空洞,如类似于1、2、3、8、9、10这样,有的适合有想依赖于自增id的连续性来实现业务逻辑,所以会想方设法去修改id让其变的连续,其实,这是没有必要的,这一块的业务逻辑交由MySQL实现是很不理智的,表的记录小还好,要是表的数据量很大,修改起来就糟糕了。那么,为什么自增id会容易出现空洞呢?
自增id的修改机制如下:
在MySQL里面,如果字段id被定义为AUTO_INCREMENT,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XY,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 。
新的自增值生成算法是:从auto_increment_offset开始,以auto_increment_increment为步长,持续叠加,直到找到第一个大于X的值,作为新的自增值。
Insert、update、delete操作会让id不连续。
Delete、update:删除中间数据,会造成空动,而修改自增id值,也会造成空洞(这个很少)。
Insert:插入报错(唯一键冲突与事务回滚),会造成空洞,因为这时候自增id已经分配出去了,新的自增值已经生成,如下面例子:
[root@localhost][test1] select * fromt;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1| aaa |
| 2| aaa |
| 3| aaa |
| 4| aaa |
+----+------+
4 rows in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] selectAuto_increment from information_schema.tables where table_name='t';
+----------------+
| Auto_increment |
+----------------+
| 5 |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
[root@localhost][test1] insert intot(name) values('aaa');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
[root@localhost][test1] select * fromt;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1| aaa |
| 2| aaa |
| 3| aaa |
| 4| aaa |
| 5| aaa |
+----+------+
5 rows in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] selectAuto_increment from information_schema.tables where table_name='t';
+----------------+
| Auto_increment |
+----------------+
| 6 |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
[root@localhost][test1] selectAuto_increment from information_schema.tables where table_name='t';
+----------------+
| Auto_increment |
+----------------+
| 6 |
+----------------+
1 row in set (0.01 sec)
[root@localhost][test1] select * fromt;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1| aaa |
| 2| aaa |
| 3| aaa |
| 4| aaa |
+----+------+
4 rows in set (0.00 sec)
可以看到,虽然事务回滚了,但自增id已经回不到从前啦,唯一键冲突也是这样的,这里就不做测试了。
在批量插入时(insert select等),也存在空洞的问题。看下面实验:
[root@localhost][test1] select * fromt;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1| aaa |
| 2| aaa |
| 3| aaa |
| 4| aaa |
+----+------+
4 rows in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] selectAuto_increment from information_schema.tables where table_name='t';
+----------------+
| Auto_increment |
+----------------+
| 5 |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] insert intot(name) select name from t;
Query OK, 4 rows affected (0.04 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
[root@localhost][test1] select * fromt;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1| aaa |
| 2| aaa |
| 3| aaa |
| 4| aaa |
| 5| aaa |
| 6| aaa |
| 7| aaa |
| 8| aaa |
+----+------+
8 rows in set (0.00 sec)
[root@localhost][test1] selectAuto_increment from information_schema.tables where table_name='t';
+----------------+
| Auto_increment |
+----------------+
| 12 |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)
可以看到,批量插入,导致下一个id值不为9了,再插入数据,即产生了空洞,这里是由mysql申请自增值的机制所造成的,MySQL在批量插入时,若一个值申请一个id,效率太慢,影响了批量插入的速度,故mysql采用下面的策略批量申请id。
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。
在对自增列进行操作时,存在着自增锁,mysql的innodb_autoinc_lock_mode参数控制着自增锁的上锁机制。该参数有0、1、2三种模式:
0:语句执行结束后释放自增锁,MySQL5.0时采用这种模式,并发度较低。
1:mysql的默认设置。普通的insert语句申请后立马释放,insert select、replace insert、load data等批量插入语句要等语句执行结束后才释放,并发读得到提升
2:所有的语句都是申请后立马释放,并发度大大提升!但是在binlog为statement格式时,主从数据会发生不一致。这一块网上有很多介绍,我不做介绍了。
在彻底了解了MYSQL的自增机制以后,在实际生产中就能灵活避坑,这里建议不要用自增id值去当表的行数,当需要对大表准确统计行数时,可以去count(*)从库,如果业务很依赖大表的准确行数,直接弄个中间表来统计,或者考虑要不要用mysql的innodb来存储数据,这个是需要自己去权衡。另外对于要求很高的写入性能,但写入量又比较大的业务,自增id的使用依然存在热点写入的问题,存在性能瓶颈,这时候可通过分库分表来解决。
1.主键语法
①创建时:create table sc (
studentno int,
courseid int,
score int,
primary key (studentno) );
②修改时:ALTER TABLE table_name ADD CONSTRAINT pk_name PRIMARY KEY(列名);
前提是原先没有设置主键。
2.外键语法
①创建时:create table sc (
studentno int,
courseid int,
score int,
foreign key (courseid) );
②修改时:
ALTER TABLE news_info[子表名] ADD CONSTRAINT FK_news_info_news_type[约束名] FOREIGN KEY (info_id)[子表列] REFERENCES news_type[主表名] (id)[主表列] ;
3.使用组合主键
如果一列不能唯一区分一个表里的记录时,可以考虑多个列组合起来达到区分表记录的唯一性,形式
①创建时:create table sc (
studentno int,
courseid int,
score int,
primary key (studentno,courseid) );
②修改时:alter table tb_name add primary key (字段1,字段2,字段3);
前提是原来表中没有设置主键,若原先已有主键则会报错。
-- 创建表
CREATE TABLE `t2` (
`code` varchar(100) DEFAULT NULL,
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
-- 添加主键
ALTER TABLE `t2` ADD COLUMN `ID` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT AFTER `code`,ADD PRIMARY KEY (`id`)
1、创建表时指定AUTO_INCREMENT自增值的初始值(即起始值):
CREATE TABLE XXX (ID INT(5) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT) AUTO_INCREMENT=100;
2、通过 ALTER TABLE 修改初始值(但是要大于表中的 AUTO_INCREMENT 自增值,否则设置无效):
ALTER TABLE XXX AUTO_INCREMENT=100;
3、如果自增序列的最大值被删除了,则在插入新记录时,该值被重用:
就是说如果表中原本有AUTO_INCREMENT属性值连续为78、100的值,但100这个数据被删除了,下此再添加数据的时候自增值为101,100被重用了。
即使在你将整个表中的所有数据delete清空后,之前的自增序列最大值还是会被重用。
解决办法是:
使用 ALTER TABLE XXX AUTO_INCREMENT=0; 重新设置自增初始值。
1、清空表,恢复到初始值:
2、修改为任意值:
上述语句中,table_name为表名,15为要修改的值,这样下次插入的数据的自增列的值就是15。
若修改的值与现有数据冲突,会自动修改为当前最大值+1。
如图所示,修改自增列id为11,虽然显示修改成功,但是id=11已经是现有值,再插入时会自动把自增列的值变为当前最大值(14)加1,也就是15
一、修改自增长序列的值
alter table table_name auto_increment=n;
注意:n只能大于已有的auto_increment的整数值,小于的值无效.
show table status like 'table_name' 的返回结果里的auto_increment列就是表的现有值.
二、控制主键的起点
create table 表名
(
......
) engine=INNODB auto_increment=1001 default charset=gbk;
三、自增主键归零
如果曾经的数据都不需要的话,可以直接清空所有数据,并将自增字段恢复从1开始计数
truncate table 表名
四、获取自增主键
通过SQL select LAST_INSERT_ID()函数
通过SQL @@IDENTITY 变量
五、说明
AUTO_INCREMENT数据列必须有唯一索引,以避免序号重复。
AUTO_INCREMENT数据列必须具备NOT NULL属性。
设置AUTO_INCREMENT属性的数据列应该是一个正数序列,所以应该把该数据列声明为UNSIGNED,这样序列的编号个可增加一倍。