概念介紹

三種主鍵

自增id ：1 2 3 4 5……

uuid ：UUID是Universally Unique Identifier的縮寫，它是在一定的范圍內(nèi)（從特定的名字空間到全球）唯一的機(jī)器生成的標(biāo)識符。通用唯一標(biāo)識符的意思，可以以業(yè)務(wù)實(shí)際user id為主鍵 比如QQ號 手機(jī)號等

雪花id ：相比UUID無序生成的id而言,雪花算法是有序的（有時間參數(shù)）,而且都是由數(shù)字組成。雪花id最大為64位,符合java中l(wèi)ong的長度64位。適用于大規(guī)模分布式

聚簇索引與非聚簇索引

自增id

自增的主鍵的值是順序的,所以Innodb把每一條記錄都存儲在一條記錄的后面。當(dāng)達(dá)到頁面的最大填充因子時候(innodb默認(rèn)的最大填充因子是頁大小的15/16,會留出1/16的空間留作以后的 修改)：

①下一條記錄就會寫入新的頁中，一旦數(shù)據(jù)按照這種順序的方式加載，主鍵頁就會近乎于順序地記錄填滿，提升了頁面的最大填充率，不會有頁的浪費(fèi)

②新插入的行一定會在原有的最大數(shù)據(jù)行下一行,mysql定位和尋址很快，不會為計(jì)算新行的位置而做出額外的消耗

③減少了頁分裂和碎片的產(chǎn)生

優(yōu)點(diǎn)：

1.自增，趨勢自增，可作為聚集索引，提升查詢效率

2.節(jié)省磁盤空間。500W數(shù)據(jù)，UUID占5.4G,自增ID占2.5G.

3.查詢，寫入效率高：查詢略優(yōu)。在數(shù)據(jù)量大時候 高于uuid插入速度

缺點(diǎn)：

1.導(dǎo)入舊數(shù)據(jù)時，可能會ID重復(fù)，導(dǎo)致導(dǎo)入失敗。

2.分布式架構(gòu)，多個Mysql實(shí)例可能會導(dǎo)致ID重復(fù)。

3.容易被外界攻破，知道業(yè)務(wù)實(shí)際情況。且例如：顯示公告內(nèi)容index?id=3這樣就很容易被人篡改為index?id=2.就可以調(diào)到第二條的內(nèi)容。

4對于高并發(fā)的負(fù)載，innodb在按主鍵進(jìn)行插入的時候會造成明顯的鎖爭用，主鍵的上界會成為爭搶的熱點(diǎn)，因?yàn)樗械牟迦攵及l(fā)生在這里，并發(fā)插入會導(dǎo)致間隙鎖競爭。Auto_Increment鎖機(jī)制會造成自增鎖的搶奪,有一定的性能損失

uuid

缺點(diǎn)看上面

雪花id與應(yīng)用

面試官： 小伙子，你低著頭笑什么吶。開始面試了，你知道訂單ID是怎么生成的嗎？

我： 還能咋生成？用數(shù)據(jù)庫主鍵自增唄。

面試官： 這樣不行啊。數(shù)據(jù)庫主鍵順序自增，每天有多少訂單量被競爭對手看的一清二楚，商業(yè)機(jī)密都暴露了。況且單機(jī)MySQL只能支持幾百量級的并發(fā)，我們公司每天千萬訂單量，hold不住啊。

我： 嗯，那就用用數(shù)據(jù)庫集群，自增ID起始值按機(jī)器編號，步長等于機(jī)器數(shù)量。
比如有兩臺機(jī)器，第一臺機(jī)器生成的ID是1、3、5、7，第二臺機(jī)器生成的ID是2、4、6、8。性能不行就加機(jī)器，這并發(fā)量der一下就上去了。

面試官：小伙子，你想得倒是挺好。你有沒有想過實(shí)現(xiàn)百萬級的并發(fā)，大概就需要2000臺機(jī)器，你這還只是用來生成訂單ID，公司再有錢也經(jīng)不起這么造。

我： 既然MySQL的并發(fā)量不行，我們是不是可以提前從MySQL獲取一批自增ID，加載到本地內(nèi)存中，然后從內(nèi)存中并發(fā)取，這并發(fā)性能豈不是杠杠滴。

面試官： 你還挺上道，這種叫號段模式。并發(fā)量是上去了，但是自增ID還是不能作為訂單ID的。

我： 用Java自帶UUID怎么樣？

import java.util.UUID;
/**
 * @author yideng
 * @apiNote UUID示例
 */
public class UUIDTest {
    public static void main(String[] args) {
        String orderId = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        System.out.println(orderId);
    }
}
輸出結(jié)果：
58e93ecab9c64295b15f7f4661edcbc1

面試官： 也不行。32位字符串會占用更大的空間，無序的字符串作數(shù)據(jù)庫主鍵，每次插入數(shù)據(jù)庫的時候，MySQL為了維護(hù)B+樹結(jié)構(gòu)，需要頻繁調(diào)整節(jié)點(diǎn)順序，影響性能。況且字符串太長，也沒有任何業(yè)務(wù)含義，pass。
小伙子，你可能是沒參與過電商系統(tǒng)，我先跟說一下生成訂單ID要滿足哪些條件：
全局唯一：如果訂單ID重復(fù)了，肯定要完蛋。 高性能：要做到高并發(fā)、低延遲。生成訂單ID都成為瓶頸了，那還得了。
高可用：至少要做到4個9，別動不動就宕機(jī)了。 易用性：如果為了滿足上述要求，搞了幾百臺服務(wù)器，復(fù)雜且難以維護(hù)，也不行。
數(shù)值且有序遞增：數(shù)值占用的空間更小，有序遞增能保證插入MySQL的時候更高性能。
嵌入業(yè)務(wù)含義：如果訂單ID里面能嵌入業(yè)務(wù)含義，就能通過訂單ID知道是哪個業(yè)務(wù)線生成的，便于排查問題。

我： 我聽說圈內(nèi)有一種流傳已久的分布式、高性能、高可用的訂單ID生成算法—雪花算法，完全能滿足你的上述要求。雪花算法生成ID是Long類型，長度64位。

第 1 位： 符號位，暫時不用。

第 2~42 位： 共41位，時間戳，單位是毫秒，可以支撐大約69年

第 43~52 位： 共10位，機(jī)器ID，最多可容納1024臺機(jī)器

第 53~64 位： 共12位，序列號，是自增值，表示同一毫秒內(nèi)產(chǎn)生的ID，單臺機(jī)器每毫秒最多可生成4096個訂單ID

接入非常簡單，不需要搭建服務(wù)集群，。代碼邏輯非常簡單，，同一毫秒內(nèi)，訂單ID的序列號自增。同步鎖只作用于本機(jī)，機(jī)器之間互不影響，每毫秒可以生成四百萬個訂單ID，非常強(qiáng)悍。

生成規(guī)則不是固定的，可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求調(diào)整。如果你不需要那么大的并發(fā)量，可以把機(jī)器標(biāo)識位拆出一部分，當(dāng)作業(yè)務(wù)標(biāo)識位，標(biāo)識是哪個業(yè)務(wù)線生成的訂單ID。

面試官： 小伙子，有點(diǎn)東西，深藏不漏啊。再問個更難的問題，你覺得雪花算法還有改進(jìn)的空間嗎？

你真是打破砂鍋問到底，不把我問趴下不結(jié)束。幸虧來之前我瞥了一眼一燈的文章。

我： 有的，雪花算法嚴(yán)重依賴系統(tǒng)時鐘。如果時鐘回?fù)?，就會生成重?fù)ID。

面試官： 有什么解決辦法嗎？

我： 有問題就會有答案。比如美團(tuán)的Leaf（美團(tuán)自研一種分布式ID生成系統(tǒng)），為了解決時鐘回?fù)?，引入了zookeeper，原理也很簡單，就是比較當(dāng)前系統(tǒng)時間跟生成節(jié)點(diǎn)的時間。

有的對并發(fā)要求更高的系統(tǒng)，比如雙十一秒殺，每毫秒4百萬并發(fā)還不能滿足要求，就可以使用雪花算法和號段模式相結(jié)合，比如百度的UidGenerator、滴滴的TinyId。想想也是，號段模式的預(yù)先生成ID肯定是高性能分布式訂單ID的最終解決方案。

參考資料：http://m.fzitv.net/article/276649.htm

總結(jié)

1、舊系統(tǒng)或者單部署系統(tǒng)，一般都采用自增主鍵，主要是便捷性考慮。優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：自增長字段往往用integer bigint類型，最多占8個字節(jié)。索引與外鍵 所占用的空間連帶減少，增刪改查 效率高。業(yè)務(wù)變化，不影響，不需要更新主鍵。
缺點(diǎn)：無法轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)庫，比如把表中的一批數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)移 或 附帶到 另一個表中，那么由于是自增長字段，那么會導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)移，因?yàn)榱硗庖粋€表可能已經(jīng)存在部分?jǐn)?shù)據(jù)，會造成主鍵沖突。自增長字段的缺陷。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性，無法保證。

2、對于高并發(fā)業(yè)務(wù)型數(shù)據(jù)表，尤其是分布式部署架構(gòu)，一般建議盡量使用業(yè)務(wù)主鍵，主要是考慮到查詢效率、安全性以及分表分庫等的情況，優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：可以轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)庫，最大化節(jié)省了空間，因?yàn)椴]有多增加一個非業(yè)務(wù)字段做主鍵?？梢员ＷC業(yè)務(wù)邏輯的完整性。避免產(chǎn)生垃圾數(shù)據(jù)，銀行就是用業(yè)務(wù)字段做主鍵的，雖然效率低，但是安全。

缺點(diǎn)：如果業(yè)務(wù)發(fā)生改變，有可能需要修改主鍵，舉例：國家A表用身份證號做主鍵，然后其他很多表中的身份證號這列都是來自身份證表A中的主鍵（即外鍵），那么如果身份證號升級，比如從1代升級到2代，那么連帶的表的外鍵 的索引 通通都得發(fā)生變化，效率極低 因?yàn)闀B帶更新一串用到這個外鍵的表，可見用業(yè)務(wù)字段做主鍵的話，要保證主鍵不經(jīng)常變化。

到此這篇關(guān)于Mysql數(shù)據(jù)庫自增id、uuid與雪花id的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Mysql自增id、uuid與雪花id內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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