java八股文面试[数据库]——主键的类型自增还是UUID

淡淡的烟草味﹌ 2024-03-08 08:07 84阅读 0赞

auto\_increment的优点：

1.  字段**长度**较uuid小很多，可以是bigint甚至是int类型，这对**检索的性能**会有所影响。
2.  在写的方面，因为是自增的，所以主键是**趋势自增**的，也就是说新增的数据永远在后面，这点对于**性能有很大的提升**。
3.  数据库**自动编号**，速度快，而且是增量增长，按顺序存放，对于检索非常有利。
4.  **数字型**，**占用空间小，易排序**，在程序中传递也方便。

auto\_increment的**缺点**：

1.  由于是自增，很容易通过**网络爬虫**知晓当前系统的**业务量**。
2.  **高并发**的情况下，**竞争自增锁**会降低数据库的**吞吐能力**。
3.  数据迁移或**分库分表**场景下，自增方式**不再适用**。

UUID的优点：

1.  **不会冲突**。进行数据拆分、合并存储的时候，能保证**主键全局的唯一性**
2.  可以在应用层生成，提高数据库**吞吐能力**

UUID的缺点：

1.  **影响插入速度**， 并且造成**硬盘使用率低**。与自增相比，最大的缺陷就是**随机io**，下面我们会去具体解释
2.  字符串类型相比整数类型肯定**更消耗空间**，而且会比整数类型操作慢。

**uuid 和自增 id 的索引结构对比**

1、**使用自增 id 的内部结构**

![image.png][]

自增的主键的值是顺序的，所以 InnoDB 把每一条记录都存储在一条记录的**后面**。

*  当达到页面的**最大填充因子**时候（InnoDB 默认的最大填充因子是页大小的 15/16，会留出 1/16 的空间留作以后的修改）。
 *  下一条记录就会写入**新的页中**，一旦数据按照这种顺序的方式加载，主键页就会近乎于顺序的记录填满，提升了**页面的最大填充率**，**不会有页的浪费**。
 *  新插入的行一定会在原有的最大数据行下一行，MySQL **定位和寻址很快**，不会为计算新行的**位置**而做出额外的消耗。减少了**页分裂和碎片**的产生。

2、**使用 uuid 的索引内部结构**

插入UUID： 新的记录可能会插入之前记录的**中间**，因此需要**移动之前的记录**

![image.png][image.png 1]

被写满已经刷新到磁盘上的页可能会被**重新读取**

![image.png][image.png 2]

因为 uuid 相对顺序的自增 id 来说是**毫无规律可言**的，新行的值不一定要比之前的主键的值要大，所以 innodb **无法做到总是把新行插入到索引的最后**，而是需要为新行寻找新的**合适的位置**从而来分配新的空间。

这个过程需要做很多**额外的操**作，数据的毫无顺序会导致数据分布散乱，将会导致以下的问题：

1.  写入的目标页很可能已经刷新到磁盘上并且**从缓存上移除**，或者还**没有被加载到缓存中**，innodb 在插入之前不得不先找到并从磁盘读取目标页到内存中，这将导致大量的**随机 IO**。
2.  因为写入是**乱序的**，innodb 不得不频繁的做**页分裂操作**，以便为新的行分配空间，页分裂导致移动大量的数据，**一次插入最少需要修改三个页以上**。
3.  由于频繁的页分裂，页会变得**稀疏并被不规则的填充**，最终会导致数据会有**碎片**。
4.  在把随机值（uuid 和雪花 id）载入到**聚簇索引**（InnoDB 默认的索引类型）以后，有时候会需要做一次 OPTIMEIZE TABLE 来**重建表**并**优化页的填充**，这将又需要一定的时间消耗。

结论：使用 InnoDB 应该**尽可能的按主键的自增顺序插入**，并且尽可能使用**单调的增加**的聚簇键的值来插入新行。如果是分库分表场景下，分布式主键ID的生成方案 优先选择**雪花算法**生成全局唯一主键（雪花算法生成的主键在**一定程度上是有序的**）。

知识来源：马士兵教育

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