面試官:MySQL自增主鍵為什么不是連續(xù)的?

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來自：blog.csdn.net/jack1liu/article/details/99699201

一 前言

提出這個問題，是因為在工作中發(fā)現 mysql 中的 user 表的 id 默認是自增的，但是數據庫存儲的結果卻不是連續(xù)的。user 表結構：

CREATE?TABLE?`user`?(?
?`id`?bigint(20)?unsigned?NOT?NULL?AUTO_INCREMENT?COMMENT?'遞增id',?
?`name`?varchar(20),
?`create_time`?datetime?DEFAULT?CURRENT_TIMESTAMP?COMMENT?'創(chuàng)建時間',?
?`update_time`?datetime?DEFAULT?CURRENT_TIMESTAMP?COMMENT?'更新時間',?
?PRIMARY?KEY?(`id`),UNIQUE?KEY?`idx_name`?(`name`))?
ENGINE=InnoDB?AUTO_INCREMENT=1?DEFAULT?CHARSET=utf8mb4?COMMENT='user表'

user 表存儲：

二 自增值存儲說明

1.1.MyISAM 引擎的自增值保存在數據文件中。1.2.InnoDB 引擎的自增值，其實是保存在了內存里，并且到了 MySQL 8.0 版本后，才有了“自增值持久化”的能力，也就是才實現了“如果發(fā)生重啟，表的自增值可以恢復為 MySQL 重啟前的值”，具體情況是：

• 在 MySQL 5.7 及之前的版本，自增值保存在內存里。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。

• 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。

三 自增值修改機制

在 MySQL 里面，如果字段 id 被定義為?AUTO_INCREMENT，在插入一行數據的時候，自增值的行為如下：

• 如果插入數據時 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；

• 如果插入數據時 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<Y，那么這個表的自增值不變；

• 如果 X≥Y，就需要把當前自增值修改為新的自增值。

新的自增值生成算法是：從?auto_increment_offset?開始，以?auto_increment_increment為步長，持續(xù)疊加，直到找到第一個大于 X 的值，作為新的自增值。其中，auto_increment_offset?和?auto_increment_increment?是兩個系統參數，分別用來表示自增的初始值和步長，默認值都是 1。

四 自增值修改時機

insert?into?user?values(null,?'張三');?

1. 當執(zhí)行上述 SQL 時，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,"張三")；
2. InnoDB 發(fā)現 SQL 沒有指定自增 id 的值，獲取 user 表當前的自增值 2；
3. 將傳入的行的值改成?(2,"張三");
4. 將表的自增值改成 3；
5. 繼續(xù)執(zhí)行插入數據操作。

五 導致自增值不連續(xù)的原因

5.1 唯一鍵沖突

假設執(zhí)行 SQL 的時候 user 表?id = 10，此時在內存中的自增 id 為11，此時發(fā)生唯一鍵沖突寫庫失敗，則 user 表沒有?id = 10?這條記錄，之后 id 從11開始寫入，因此 id 是不連續(xù)的。

5.2 事務回滾

假設同時需要對 user、staff 表進行寫庫操作，執(zhí)行 SQL 的時候 user 表?id = 10，此時在內存中的自增 id 為11；staff 表?id = 20，此時內存中的自增 id 為21，一旦事務執(zhí)行失敗，事務回滾，寫庫失敗，則 user 表沒有?id = 10?這條記錄，staff 表沒有?id = 20?這條記錄，user 表從11開始寫入，staff 表從21開始寫入，如此產生 id 不連續(xù)的現象。

5.3 批量寫庫操作

對于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(zhí)行過程中，第一次申請自增 id，會分配 1 個；
2. 1 個用完以后，這個語句第二次申請自增 id，會分配 2 個；
3. 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 個數都是上一次的兩倍。假設批量往 user 表中寫入四條記錄，則這四條記錄將分為三次申請id，第一次分配到?id = 1，第二次分配到?id = 2、3?，第三次分配到?id = 4、5、6、7，當批量寫入四條記錄之后，id = 1、2、3、4將會入庫，但是?id = 5、6、7就被廢棄了，下一個 id 從8開始。

六 參考文檔

• https://time.geekbang.org/column/intro/139

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