面試官:MySQL 自增主鍵一定是連續的嗎?大部分人都會答錯!

測試環境:

MySQL版本:8.0

數據庫表:T (主鍵id,唯一索引c,普通字段d)

如果你的業務設計依賴於自增主鍵的連續性,這個設計假設自增主鍵是連續的。但實際上,這樣的假設是錯的,因爲自增主鍵不能保證連續遞增。

推薦一個開源免費的 Spring Boot 實戰項目:

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

一、自增值的屬性特徵:

1. 自增主鍵值是存儲在哪的?

MySQL5.7版本

在 MySQL 5.7 及之前的版本,自增值保存在內存裏,並沒有持久化。每次重啓後,第一次打開表的時候,都會去找自增值的最大值 max(id),然後將 max(id)+1 作爲這個表當前的自增值。

MySQL8.0之後版本

在 MySQL 8.0 版本,將自增值的變更記錄在了 redo log 中,重啓的時候依靠 redo log 恢復重啓之前的值。

可以通過看錶詳情查看當前自增值,以及查看錶參數詳情AUTO_INCREMENT值(AUTO_INCREMENT就是當前數據表的自增值)

2. 自增主鍵值的修改機制?

在表t中,我定義了主鍵id爲自增值,在插入一行數據的時候,自增值的行爲如下:

  1. 如果插入數據時 id 字段指定爲 0、null 或未指定值,那麼就把這個表當前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段;
  2. 如果插入數據時 id 字段指定了具體的值,就直接使用語句裏指定的值。

根據要插入的值和當前自增值的大小關係,自增值的變更結果也會有所不同。假設,某次要插入的值是 X,當前的自增值是 Y。

  1. 如果 X<Y,那麼這個表的自增值不變;
  2. 如果 X≥Y,就需要把當前自增值修改爲新的自增值。

二、新增語句自增主鍵是如何變化的:

我們執行以下SQL語句,來觀察自增主鍵是如何進行變化的

insert into t values(null, 1, 1);

流程圖如下所示

流程步驟:

  • AUTO_INCREMENT=1 (表示下一次插入數據時,如果需要自動生成自增值,會生成 id=1。)
  • insert into t values(null, 1, 1) (執行器調用 InnoDB 引擎接口寫入一行,傳入的這一行的值是 (0,1,1))
  • get AUTO_INCREMENT=1 (InnoDB 發現用戶沒有指定自增 id 的值,獲取表 t 當前的自增值 1 )
  • AUTO_INCREMENT=2 insert into t values(1, 1, 1) (將傳入的行的值改成 (1,1,1),並把自增值改爲2)
  • insert (1,1,1) 執行插入操作,至此流程結束

大家可以發現,在這個流程當中是先進行自增值的+1,在進行新增語句的執行的。大家可以發現這個操作並沒有進行原子操作,如果SQL語句執行失敗,那麼自增是不是就不會連續了呢?

三、自增主鍵值不連續情況:(唯一主鍵衝突)

當我執行以下SQL語句時

insert into t values(null, 1, 1);

第一次我們可以進行新增成功,根據自增值的修改機制。如果插入數據時 id 字段指定爲 0、null 或未指定值,那麼就把這個表當前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段;

當我們第二次在執行以下SQL語句時,就會出現錯誤。因爲我們表中c字段是唯一索引,會出現Duplicate key error錯誤導致新增失敗。

例如:

  • AUTO_INCREMENT=2 (表示下一次插入數據時,如果需要自動生成自增值,會生成 id=2。)
  • insert into t values(null, 1, 1) (執行器調用 InnoDB 引擎接口寫入一行,傳入的這一行的值是 (0,1,1))
  • get AUTO_INCREMENT=2 (InnoDB 發現用戶沒有指定自增 id 的值,獲取表 t 當前的自增值 2 )
  • AUTO_INCREMENT=3 insert into t values(2, 1, 1) (將傳入的行的值改成 (2,1,1),並把自增值改爲3)
  • insert (2,1,1) 執行插入操作,由於已經存在 c=1 的記錄,所以報 Duplicate key error,語句返回。

可以看到,這個表的自增值改成 3,是在真正執行插入數據的操作之前。這個語句真正執行的時候,因爲碰到唯一鍵 c 衝突,所以 id=2 這一行並沒有插入成功,但也沒有將自增值再改回去。所以,在這之後,再插入新的數據行時,拿到的自增 id 就是 3。也就是說,出現了自增主鍵不連續的情況。

四、自增主鍵值不連續情況:(事務回滾)

其實事務回滾原理也和上面一樣,都是因爲異常導致新增失敗,但是自增值沒有進行回退。

五、自增主鍵值不連續情況:(批量插入)

批量插入數據的語句,MySQL 有一個批量申請自增 id 的策略:

  1. 語句執行過程中,第一次申請自增 id,會分配 1 個;
  2. 1 個用完以後,這個語句第二次申請自增 id,會分配 2 個;
  3. 2 個用完以後,還是這個語句, 第三次申請自增 id,會分配 4 個;
  4. 依此類推,同一個語句去申請自增 id,每次申請到的自增 id 個數都是上一次的兩倍。

執行以下SQL語句(在表t中先新增了4條數據,在創建表tt把表t數據進行批量新增)

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 tt like t;
insert into tt(c,d) select c,d from t;

insert into tt values(null, 5,5);

第一次申請到了 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。當我們再執行 insert into t2 values(null, 5,5),實際上插入的數據就是(8,5,5),出現了自增主鍵不連續的情況。

六、自增主鍵值的優化

1.什麼是自增鎖

自增鎖是一種比擬非凡的表級鎖。並且在事務向蘊含了 AUTO_INCREMENT 列的表中新增數據時就會去持有自增鎖,假如事務 A 正在做這個操作,如果另一個事務 B 嘗試執行 INSERT語句,事務 B 會被阻塞住,直到事務 A 開釋自增鎖。

2.自增鎖有哪些優化

在 MySQL 5.0 版本的時候,自增鎖的範圍是語句級別。也就是說,如果一個語句申請了一個表自增鎖,這個鎖會等語句執行結束以後才釋放。顯然,這樣設計會影響併發度。在MySQL 5.1.22 版本引入了一個新策略,新增參數 innodb_autoinc_lock_mode,默認值是 1。

傳統模式(Traditional)

這個參數的值被設置爲 0 時,表示採用之前 MySQL 5.0 版本的策略,即語句執行結束後才釋放鎖;

傳統模式他可以保證數據一致性,但是如果有多個事務併發的執行 INSERT 操作,AUTO-INC的存在會使得 MySQL 的性能略有降落,因爲同時只能執行一條 INSERT 語句。

間斷模式(Consecutive)

這個參數的值被設置爲 1 時:普通 insert 語句,自增鎖在申請之後就馬上釋放;類似 insert … select 這樣的批量插入數據的語句,自增鎖還是要等語句結束後才被釋放;

間斷模式他可以保證數據一致性,但是如果有多個事務併發的執行 INSERT 批量操作時,就會進行鎖等待狀態。如果我們業務插入數據量很大時,這個時候MySQL的性能就會大大下降。

穿插模式(Interleaved)

這個參數的值被設置爲 2 時,所有的申請自增主鍵的動作都是申請後就釋放鎖。

穿插模式他沒有進行任何的上鎖設置。在一定情況下是保證了MySQL的性能,但是他無法保證數據的一致性。如果我們在穿插模式下進行主從複製時,如果你的binlog格式不是row格式,主從複製就會出現不一致。

七、MySQL8.0做了哪些優化

在MySQL8.0之後版本,已經默認設置爲 innodb_autoinc_lock_mode=2binlog_format=row.。這樣更有利與我們在 insert … select 這種批量插入數據的場景時,既能提升併發性,又不會出現數據一致性問題。

版權聲明:本文爲CSDN博主「又 欠」的原創文章,遵循CC 4.0 BY-SA版權協議,轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。原文鏈接:https://blog.csdn.net/qq_48157004/article/details/128356734

近期熱文推薦:

1.1,000+ 道 Java面試題及答案整理(2022最新版)

2.勁爆!Java 協程要來了。。。

3.Spring Boot 2.x 教程,太全了!

4.別再寫滿屏的爆爆爆炸類了,試試裝飾器模式,這纔是優雅的方式!!

5.《Java開發手冊(嵩山版)》最新發布,速速下載!

覺得不錯,別忘了隨手點贊+轉發哦!

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章