MySQL自增主鍵一定是連續(xù)的嗎？

測試環(huán)境：

MySQL版本：8.0

數(shù)據(jù)庫表：T （主鍵id，唯一索引c，普通字段d）

如果你的業(yè)務設計依賴于自增主鍵的連續(xù)性，這個設計假設自增主鍵是連續(xù)的。但實際上，這樣的假設是錯的，因為自增主鍵不能保證連續(xù)遞增。

一、自增值的屬性特征：

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，自增值保存在內存里，并沒有持久化。每次重啟后，第一次打開表的時候，都會去找自增值的最大值 max(id)，然后將 max(id)+1 作為這個表當前的自增值。

MySQL8.0之后版本

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

可以通過看表詳情查看當前自增值，以及查看表參數(shù)詳情AUTO_INCREMENT值(AUTO_INCREMENT就是當前數(shù)據(jù)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為自增值，在插入一行數(shù)據(jù)的時候，自增值的行為如下：

如果插入數(shù)據(jù)時 id 字段指定為 0、null 或未指定值，那么就把這個表當前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段；

如果插入數(shù)據(jù)時 id 字段指定了具體的值，就直接使用語句里指定的值。

根據(jù)要插入的值和當前自增值的大小關系，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。

如果 X

如果 X≥Y，就需要把當前自增值修改為新的自增值。

二、新增語句自增主鍵是如何變化的：

我們執(zhí)行以下SQL語句，來觀察自增主鍵是如何進行變化的

insertintotvalues(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(shù)據(jù)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(zhí)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(fā)現(xiàn)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)，并把自增值改為2）

insert （1，1，1) 執(zhí)行插入操作，至此流程結束

大家可以發(fā)現(xiàn)，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(zhí)行的。大家可以發(fā)現(xiàn)這個操作并沒有進行原子操作，如果SQL語句執(zhí)行失敗，那么自增是不是就不會連續(xù)了呢？

三、自增主鍵值不連續(xù)情況：（唯一主鍵沖突）

當我執(zhí)行以下SQL語句時

insertintotvalues(null,1,1);

第一次我們可以進行新增成功，根據(jù)自增值的修改機制。如果插入數(shù)據(jù)時 id 字段指定為 0、null 或未指定值，那么就把這個表當前的 AUTO_INCREMENT 值填到自增字段；

當我們第二次在執(zhí)行以下SQL語句時，就會出現(xiàn)錯誤。因為我們表中c字段是唯一索引，會出現(xiàn)Duplicate key error錯誤導致新增失敗。

例如：

AUTO_INCREMENT=2 （表示下一次插入數(shù)據(jù)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(zhí)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(fā)現(xiàn)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)，并把自增值改為3）

insert （2，1，1) 執(zhí)行插入操作，由于已經(jīng)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(zhí)行插入數(shù)據(jù)的操作之前。這個語句真正執(zhí)行的時候，因為碰到唯一鍵 c 沖突，所以 id=2 這一行并沒有插入成功，但也沒有將自增值再改回去。所以，在這之后，再插入新的數(shù)據(jù)行時，拿到的自增 id 就是 3。也就是說，出現(xiàn)了自增主鍵不連續(xù)的情況。

四、自增主鍵值不連續(xù)情況：（事務回滾）

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

五、自增主鍵值不連續(xù)情況：（批量插入）

批量插入數(shù)據(jù)的語句，MySQL 有一個批量申請自增 id 的策略：

語句執(zhí)行過程中，第一次申請自增 id，會分配 1 個；

1 個用完以后，這個語句第二次申請自增 id，會分配 2 個；

2 個用完以后，還是這個語句， 第三次申請自增 id，會分配 4 個；

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(shù)都是上一次的兩倍。

執(zhí)行以下SQL語句（在表t中先新增了4條數(shù)據(jù)，在創(chuàng)建表tt把表t數(shù)據(jù)進行批量新增）

insertintotvalues(null,1,1);
insertintotvalues(null,2,2);
insertintotvalues(null,3,3);
insertintotvalues(null,4,4);
createtablettliket;
insertintott(c,d)selectc,dfromt;

insertintottvalues(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(zhí)行 insert into t2 values(null, 5,5)，實際上插入的數(shù)據(jù)就是（8,5,5)，出現(xiàn)了自增主鍵不連續(xù)的情況。

六、自增主鍵值的優(yōu)化

1.什么是自增鎖

自增鎖是一種比擬非凡的表級鎖。并且在事務向蘊含了 AUTO_INCREMENT 列的表中新增數(shù)據(jù)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(zhí)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(yōu)化

在 MySQL 5.0 版本的時候，自增鎖的范圍是語句級別。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(zhí)行結束以后才釋放。顯然，這樣設計會影響并發(fā)度。在MySQL 5.1.22 版本引入了一個新策略，新增參數(shù) innodb_autoinc_lock_mode，默認值是 1。

傳統(tǒng)模式（Traditional）

這個參數(shù)的值被設置為 0 時，表示采用之前 MySQL 5.0 版本的策略，即語句執(zhí)行結束后才釋放鎖；

傳統(tǒng)模式他可以保證數(shù)據(jù)一致性，但是如果有多個事務并發(fā)的執(zhí)行 INSERT 操作，AUTO-INC的存在會使得 MySQL 的性能略有降落，因為同時只能執(zhí)行一條 INSERT 語句。

間斷模式（Consecutive）

這個參數(shù)的值被設置為 1 時：普通 insert 語句，自增鎖在申請之后就馬上釋放；類似 insert … select 這樣的批量插入數(shù)據(jù)的語句，自增鎖還是要等語句結束后才被釋放；

間斷模式他可以保證數(shù)據(jù)一致性，但是如果有多個事務并發(fā)的執(zhí)行 INSERT 批量操作時，就會進行鎖等待狀態(tài)。如果我們業(yè)務插入數(shù)據(jù)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(shù)的值被設置為 2 時，所有的申請自增主鍵的動作都是申請后就釋放鎖。

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(shù)據(jù)的一致性。如果我們在穿插模式下進行主從復制時，如果你的binlog格式不是row格式，主從復制就會出現(xiàn)不一致。

七、MySQL8.0做了哪些優(yōu)化

在MySQL8.0之后版本，已經(jīng)默認設置為 innodb_autoinc_lock_mode=2 ， binlog_format=row.。這樣更有利與我們在 insert … select 這種批量插入數(shù)據(jù)的場景時，既能提升并發(fā)性，又不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性問題。

審核編輯：劉清