关于自增id 你可能还不知道

怼烎@ 2022-02-23 08:12 235阅读 0赞

> 导读：在使用MySQL建表时，我们通常会创建一个自增字段(AUTO\_INCREMENT)，并以此字段作为主键。本篇文章将以问答的形式讲述关于自增id的一切。

*注：* 本文所讲的都是基于Innodb存储引擎。

##### 1.MySQL为什么建议将自增列id设为主键？ #####

*  如果我们定义了主键(PRIMARY KEY)，那么InnoDB会选择主键作为聚集索引、如果没有显式定义主键，则InnoDB会选择第一个不包含有NULL值的唯一索引作为主键索引、如果也没有这样的唯一索引，则InnoDB会选择内置6字节长的ROWID作为隐含的聚集索引(ROWID随着行记录的写入而主键递增，这个ROWID不像ORACLE的ROWID那样可引用，是隐含的)。
 *  数据记录本身被存于主索引（一颗B+Tree）的叶子节点上。这就要求同一个叶子节点内（大小为一个内存页或磁盘页）的各条数据记录按主键顺序存放，因此每当有一条新的记录插入时，MySQL会根据其主键将其插入适当的节点和位置，如果页面达到装载因子（InnoDB默认为15/16），则开辟一个新的页（节点）
 *  如果表使用自增主键，那么每次插入新的记录，记录就会顺序添加到当前索引节点的后续位置，当一页写满，就会自动开辟一个新的页
 *  如果使用非自增主键（如果身份证号或学号等），由于每次插入主键的值近似于随机，因此每次新纪录都要被插到现有索引页得中间某个位置，此时MySQL不得不为了将新记录插到合适位置而移动数据，甚至目标页面可能已经被回写到磁盘上而从缓存中清掉，此时又要从磁盘上读回来，这增加了很多开销，同时频繁的移动、分页操作造成了大量的碎片，得到了不够紧凑的索引结构，后续不得不通过OPTIMIZE TABLE来重建表并优化填充页面。

综上而言：当我们使用自增列作为主键时，存取效率是最高的。

##### 2.自增列id一定是连续的吗？ #####

自增id是增长的 不一定连续。

我们先来看下MySQL 对自增值的保存策略：

> InnoDB 引擎的自增值，其实是保存在了内存里，并且到了 MySQL 8.0 版本后，才有了“自增值持久化”的能力，也就是才实现了“如果发生重启，表的自增值可以恢复为 MySQL 重启前的值”，具体情况是：
> 
> 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。
> 
> 举例来说，如果一个表当前数据行里最大的 id 是 10，AUTO\_INCREMENT=11。这时候，我们删除 id=10 的行，AUTO\_INCREMENT 还是 11。但如果马上重启实例，重启后这个表的 AUTO\_INCREMENT 就会变成 10。
> 
> 也就是说，MySQL 重启可能会修改一个表的 AUTO\_INCREMENT 的值。
> 
> 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。

造成自增id不连续的情况可能有：

*  1.唯一键冲突
 *  2.事务回滚
 *  3.insert … select语句批量申请自增id

##### 3.自增id有上限吗？ #####

自增id是整型字段，我们常用int类型来定义增长id，而int类型有上限 即增长id也是有上限的。

下表列举下 `int` 与 `bigint` 字段类型的范围：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">类型</th> 
   <th align="center">大小</th> 
   <th align="center">范围（有符号）</th> 
   <th align="center">范围（无符号）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">int</td> 
   <td align="center">4字节</td> 
   <td align="center">(-2147483648,2147483647)</td> 
   <td align="center">(0,4294967295)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">bigint</td> 
   <td align="center">8字节</td> 
   <td align="center">(-9223372036854775808,9223372036854775807)</td> 
   <td align="center">(0,18446744073709551615)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

从上表可以看出：当自增字段使用int有符号类型时，最大可达2147483647即21亿多；使用int无符号类型时，最大可达4294967295即42亿多。当然bigint能表示的范围更大。

下面我们测试下当自增id达到最大时再次插入数据会怎么样：

create table t(id int unsigned auto_increment primary key) auto_increment=4294967295;
    insert into t values(null);
    // 成功插入一行 4294967295
    show create table t;
    /* CREATE TABLE `t` (
    `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4294967295;
    */
    
    insert into t values(null);
    //Duplicate entry '4294967295' for key 'PRIMARY'

从实验可以看出，当自增id达到最大时将无法扩展，第一个 insert 语句插入数据成功后，这个表的AUTO\_INCREMENT 没有改变（还是 4294967295），就导致了第二个 insert 语句又拿到相同的自增 id 值，再试图执行插入语句，报主键冲突错误。

##### 4.关于自增列 我们该怎么维护？ #####

维护方面主要提供以下2点建议：

*  1.字段类型选择方面：推荐使用int无符号类型，若可预测该表数据量将非常大 可改用bigint无符号类型。
 *  2.多关注大表的自增值，防止发生主键溢出情况。

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