面试官:MySQL 自增主键一定是连续的吗?大部分人都会答错!

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: 面试官:MySQL 自增主键一定是连续的吗?大部分人都会答错!

测试环境:

MySQL版本:8.0


数据库表:T (主键id,唯一索引c,普通字段d)


22ca535887123512885bf42d68f15b46_1685072039483867.png


如果你的业务设计依赖于自增主键的连续性,这个设计假设自增主键是连续的。但实际上,这样的假设是错的,因为自增主键不能保证连续递增。


推荐一个开源免费的 Spring Boot 实战项目:


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


一、自增值的属性特征:

1. 自增主键值是存储在哪的?

MySQL5.7版本


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。


MySQL8.0之后版本


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。


可以通过看表详情查看当前自增值,以及查看表参数详情AUTO_INCREMENT值(AUTO_INCREMENT就是当前数据表的自增值)


ff3d6abdd50d987241ac0b2f3825268a_5539f5b38a504016997ed1f8a74fd9ba.png


2. 自增主键值的修改机制?

在表t中,我定义了主键id为自增值,在插入一行数据的时候,自增值的行为如下:


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;

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。


如果 X<Y,那么这个表的自增值不变;

如果 X≥Y,就需要把当前自增值修改为新的自增值。

二、新增语句自增主键是如何变化的:

我们执行以下SQL语句,来观察自增主键是如何进行变化的


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

流程图如下所示


d7227c31676323ad2044b2ac1f7baff8_eed30c7cda07487ab1c360bd2ac3a1ff.png


流程步骤:


AUTO_INCREMENT=1 (表示下一次插入数据时,如果需要自动生成自增值,会生成 id=1。)

insert into t values(null, 1, 1) (执行器调用 InnoDB 引擎接口写入一行,传入的这一行的值是 (0,1,1))

get AUTO_INCREMENT=1 (InnoDB 发现用户没有指定自增 id 的值,获取表 t 当前的自增值 1 )

AUTO_INCREMENT=2 insert into t values(1, 1, 1) (将传入的行的值改成 (1,1,1),并把自增值改为2)

insert (1,1,1) 执行插入操作,至此流程结束

大家可以发现,在这个流程当中是先进行自增值的+1,在进行新增语句的执行的。大家可以发现这个操作并没有进行原子操作,如果SQL语句执行失败,那么自增是不是就不会连续了呢?


三、自增主键值不连续情况:(唯一主键冲突)

当我执行以下SQL语句时


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

第一次我们可以进行新增成功,根据自增值的修改机制。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;


当我们第二次在执行以下SQL语句时,就会出现错误。因为我们表中c字段是唯一索引,会出现Duplicate key error错误导致新增失败。



222339acbac72fc63b0273a08be0e9b1_9d17874d26ad46bca05e3cc2f4a03afc.png

例如:


AUTO_INCREMENT=2 (表示下一次插入数据时,如果需要自动生成自增值,会生成 id=2。)

insert into t values(null, 1, 1) (执行器调用 InnoDB 引擎接口写入一行,传入的这一行的值是 (0,1,1))

get AUTO_INCREMENT=2 (InnoDB 发现用户没有指定自增 id 的值,获取表 t 当前的自增值 2 )

AUTO_INCREMENT=3 insert into t values(2, 1, 1) (将传入的行的值改成 (2,1,1),并把自增值改为3)

insert (2,1,1) 执行插入操作,由于已经存在 c=1 的记录,所以报 Duplicate key error,语句返回。

可以看到,这个表的自增值改成 3,是在真正执行插入数据的操作之前。这个语句真正执行的时候,因为碰到唯一键 c 冲突,所以 id=2 这一行并没有插入成功,但也没有将自增值再改回去。所以,在这之后,再插入新的数据行时,拿到的自增 id 就是 3。也就是说,出现了自增主键不连续的情况。


四、自增主键值不连续情况:(事务回滚)

其实事务回滚原理也和上面一样,都是因为异常导致新增失败,但是自增值没有进行回退。


五、自增主键值不连续情况:(批量插入)

批量插入数据的语句,MySQL 有一个批量申请自增 id 的策略:


语句执行过程中,第一次申请自增 id,会分配 1 个;

1 个用完以后,这个语句第二次申请自增 id,会分配 2 个;

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;

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。

执行以下SQL语句(在表t中先新增了4条数据,在创建表tt把表t数据进行批量新增)


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);


第一次申请到了 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。当我们再执行 insert into t2 values(null, 5,5),实际上插入的数据就是(8,5,5),出现了自增主键不连续的情况。


1d07db6073822ec0efee8ad83390c280_f24b0c74cb54468da4952dc632094ecd.png


六、自增主键值的优化

1.什么是自增锁

自增锁是一种比拟非凡的表级锁。并且在事务向蕴含了 AUTO_INCREMENT 列的表中新增数据时就会去持有自增锁,假如事务 A 正在做这个操作,如果另一个事务 B 尝试执行 INSERT语句,事务 B 会被阻塞住,直到事务 A 开释自增锁。


2.自增锁有哪些优化

在 MySQL 5.0 版本的时候,自增锁的范围是语句级别。也就是说,如果一个语句申请了一个表自增锁,这个锁会等语句执行结束以后才释放。显然,这样设计会影响并发度。在MySQL 5.1.22 版本引入了一个新策略,新增参数 innodb_autoinc_lock_mode,默认值是 1。


传统模式(Traditional)

这个参数的值被设置为 0 时,表示采用之前 MySQL 5.0 版本的策略,即语句执行结束后才释放锁;


传统模式他可以保证数据一致性,但是如果有多个事务并发的执行 INSERT 操作,AUTO-INC的存在会使得 MySQL 的性能略有降落,因为同时只能执行一条 INSERT 语句。


间断模式(Consecutive)

这个参数的值被设置为 1 时:普通 insert 语句,自增锁在申请之后就马上释放;类似 insert … select 这样的批量插入数据的语句,自增锁还是要等语句结束后才被释放;


间断模式他可以保证数据一致性,但是如果有多个事务并发的执行 INSERT 批量操作时,就会进行锁等待状态。如果我们业务插入数据量很大时,这个时候MySQL的性能就会大大下降。


穿插模式(Interleaved)

这个参数的值被设置为 2 时,所有的申请自增主键的动作都是申请后就释放锁。


穿插模式他没有进行任何的上锁设置。在一定情况下是保证了MySQL的性能,但是他无法保证数据的一致性。如果我们在穿插模式下进行主从复制时,如果你的binlog格式不是row格式,主从复制就会出现不一致。


七、MySQL8.0做了哪些优化

在MySQL8.0之后版本,已经默认设置为 innodb_autoinc_lock_mode=2 , binlog_format=row.。这样更有利与我们在 insert … select 这种批量插入数据的场景时,既能提升并发性,又不会出现数据一致性问题。

————————————————

版权声明:本文为CSDN博主「Java技术栈」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/youanyyou/article/details/130931052

相关实践学习
如何快速连接云数据库RDS MySQL
本场景介绍如何通过阿里云数据管理服务DMS快速连接云数据库RDS MySQL,然后进行数据表的CRUD操作。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
相关文章
|
9天前
|
存储 缓存 关系型数据库
MySQL为什么需要主键
本文介绍了MySQL中主键的重要性及最佳实践。主键用于唯一标识表中的每一行,其值必须唯一且不允许为空。主键有助于简化更新和删除操作,避免影响无关行。推荐使用与业务无关的自增ID作为Innodb表的主键,以优化存储结构、减少碎片并提高性能。此外,文章还提到不更新、不重用主键值以及避免使用可能变更的字段(如邮箱)作为主键的良好习惯。最后强调了紧凑索引结构对查询效率的关键作用。
MySQL为什么需要主键
|
3月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
美团面试:MySQL为什么 不用 Docker部署?
45岁老架构师尼恩在读者交流群中分享了关于“MySQL为什么不推荐使用Docker部署”的深入分析。通过系统化的梳理,尼恩帮助读者理解为何大型MySQL数据库通常不使用Docker部署,主要涉及性能、管理复杂度和稳定性等方面的考量。文章详细解释了有状态容器的特点、Docker的资源隔离问题以及磁盘IO性能损耗,并提供了小型MySQL使用Docker的最佳实践。此外,尼恩还介绍了Share Nothing架构的优势及其应用场景,强调了配置管理和数据持久化的挑战。最后,尼恩建议读者参考《尼恩Java面试宝典PDF》以提升技术能力,更好地应对面试中的难题。
|
23天前
|
人工智能 关系型数据库 MySQL
解决MySQL自增id用尽的问题
本文介绍了解决文章点击记录表(`article_click_record`)数据量激增问题的方案。由于用户量大,每天新增约400万条记录,导致表id接近溢出(2,100,000,000),且占用空间超320G。解决方案包括:1) 新建`article_click_record_new`表,将id类型改为BIGINT以避免溢出;2) 过渡阶段同时写入新旧表,待旧表id溢出后切换至新表;3) 定时清理过期数据或转移旧表内容。实现方式涉及修改相关接口和服务逻辑,确保业务平稳过渡。
|
21天前
|
消息中间件 NoSQL 关系型数据库
去哪面试:1Wtps高并发,MySQL 热点行 问题, 怎么解决?
去哪面试:1Wtps高并发,MySQL 热点行 问题, 怎么解决?
去哪面试:1Wtps高并发,MySQL 热点行 问题, 怎么解决?
|
2月前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
京东面试:MySQL MVCC是如何实现的?如何通过MVCC实现读已提交、可重复读隔离级别的?
1.请解释什么是MVCC,它在数据库中的作用是什么? 2.在MySQL中,MVCC是如何实现的?请简述其工作原理。 3.MVCC是如何解决读-写和写-写冲突的? 4.在并发环境中,当多个事务同时读取同一行数据时,MVCC是如何保证每个事务看到的数据版本是一致的? 5.MVCC如何帮助提高数据库的并发性能?
京东面试:MySQL MVCC是如何实现的?如何通过MVCC实现读已提交、可重复读隔离级别的?
|
3月前
|
存储 SQL 关系型数据库
MySQL 面试题
MySQL 的一些基础面试题
|
4月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL主键谁与争锋:MySQL为何钟爱自增主键ID+UUID?
本文深入探讨了在MySQL中使用自增类型主键的优势与局限性。自增主键通过保证数据的有序性和减少索引维护成本,提升了查询和插入性能,简化了数据库管理和维护,并提高了数据一致性。然而,在某些业务场景下,如跨表唯一性需求或分布式系统中,自增主键可能无法满足要求,且存在主键值易预测的安全风险。因此,选择主键类型时需综合考虑业务需求和应用场景。
151 2
|
24天前
|
关系型数据库 MySQL Java
【YashanDB知识库】原生mysql驱动配置连接崖山数据库
【YashanDB知识库】原生mysql驱动配置连接崖山数据库
【YashanDB知识库】原生mysql驱动配置连接崖山数据库
|
29天前
|
关系型数据库 MySQL 数据库连接
docker拉取MySQL后数据库连接失败解决方案
通过以上方法,可以解决Docker中拉取MySQL镜像后数据库连接失败的常见问题。关键步骤包括确保容器正确启动、配置正确的环境变量、合理设置网络和权限,以及检查主机防火墙设置等。通过逐步排查,可以快速定位并解决连接问题,确保MySQL服务的正常使用。
245 82
|
3月前
|
关系型数据库 MySQL 数据库连接
数据库连接工具连接mysql提示:“Host ‘172.23.0.1‘ is not allowed to connect to this MySQL server“
docker-compose部署mysql8服务后,连接时提示不允许连接问题解决

热门文章

最新文章