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MySQL中UUID主鍵的優(yōu)化小結(jié)

更新時(shí)間：2024年09月03日 10:39:07 作者：V1ncent Chen

UUID可以唯一標(biāo)識(shí)記錄,因此有些場(chǎng)景可能會(huì)用來(lái)作為表的主鍵,本文主要介紹了MySQL中UUID主鍵的優(yōu)化小結(jié),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

UUID（Universally Unique IDentifier 通用唯一標(biāo)識(shí)符），是一種常用的唯一標(biāo)識(shí)符，在MySQL中，可以利用函數(shù)uuid()來(lái)生產(chǎn)UUID。因?yàn)閁UID可以唯一標(biāo)識(shí)記錄，因此有些場(chǎng)景可能會(huì)用來(lái)作為表的主鍵，但直接用UUID來(lái)作為主鍵可能存在性能缺陷，我們需要采取一些優(yōu)化手段。

一、UUID主鍵的缺陷

在MySQL中，innodb是按照表的聚簇索引（主鍵）來(lái)組織數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，也就是主鍵的順序決定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的順序。這也是為什么我們通常推薦用整型，自增的數(shù)字來(lái)作為表的主鍵，當(dāng)新數(shù)據(jù)插入時(shí)，主鍵一定是最大的，只要放在葉子層中最后的數(shù)據(jù)頁(yè)即可，對(duì)已有的數(shù)據(jù)不會(huì)有影響。

而如果用UUID來(lái)做主鍵，則會(huì)有2個(gè)缺陷：

UUID的值是隨機(jī)的，因此新插入的數(shù)據(jù)有可能會(huì)插到已有數(shù)據(jù)的中間，這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)索引樹的重新平衡和節(jié)點(diǎn)分裂，降低插入性能，數(shù)據(jù)量越大越嚴(yán)重。
UUID是字符型，相對(duì)數(shù)字占用的存儲(chǔ)空間很大，這意味著主鍵很大，而主鍵又會(huì)附加到所有的二級(jí)索引中，因此所有的索引都很臃腫，消耗額外的磁盤和內(nèi)存資源，降低查詢性能。

UUID的生成方式有很多版本，這里舉2個(gè)最常用的：

UUID V1: 通過時(shí)間戳和MAC地址來(lái)生成，可以生成順序的UUID。
UUID V4: 通過隨機(jī)數(shù)來(lái)生成，無(wú)法生成順序的UUID。

MySQL自帶的函數(shù)uuid()是通過UUIDv1生成，因此上面第一個(gè)缺陷通常不存在，你需要注意的是某些應(yīng)用是否會(huì)自己生成非順序的UUID插入表中。

下面通過示例來(lái)看差別，我們創(chuàng)建兩張結(jié)構(gòu)一樣的表，一張用數(shù)字作為主鍵，一張用UUID作為主鍵：

create table digital_pk(
id int auto_increment primary key,
serial int);

create table uuid_pk(
id varchar(36) default(uuid()) primary key,
serial int);

我們分別向2張表中插入5條數(shù)據(jù)：

insert into digital_pk(serial) values(1);
insert into digital_pk(serial) values(2);
insert into digital_pk(serial) values(3);
insert into digital_pk(serial) values(4);
insert into digital_pk(serial) values(5);

insert into uuid_pk(serial) values(1);
insert into uuid_pk(serial) values(2);
insert into uuid_pk(serial) values(3);
insert into uuid_pk(serial) values(4);
insert into uuid_pk(serial) values(5);

我們通過explain來(lái)查看索引的信息：

explain select * from digital_pk where id=1\G

explain select * from uuid_pk where id='71b49d70-7f98-11ee-a9a1-0050569c9844'\G

可以看到uuid作為主鍵的長(zhǎng)度是146，而數(shù)字做主鍵的長(zhǎng)度為4，這意味著當(dāng)數(shù)據(jù)量非常大的時(shí)候，UUID的索引會(huì)非常臃腫，查詢性能會(huì)很低。

二、優(yōu)化方案

雖然通常不推薦使用UUID作為表的主鍵，但某些場(chǎng)景如果我們必須要用UUID作為主鍵，我們也可以通過一些方法來(lái)規(guī)避上述缺陷。

MySQL為了優(yōu)化UUID的存儲(chǔ)，專門提供了兩個(gè)函數(shù)：

uuid_to_bin(uuid, swap_flag)，將字符型UUID轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制UUID，轉(zhuǎn)換后返回的數(shù)據(jù)類型是varbinary。
bin_to_uuid(uuid, swap_flag)，將二進(jìn)制UUID轉(zhuǎn)換為字符型UUID

在存儲(chǔ)的時(shí)候用uuid_to_bin(uuid, swap_flag)將UUID由字符型轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，可以大大縮小索引的長(zhǎng)度，函數(shù)中的swap_flag有2個(gè)取值：

0 代表轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)依然是和UUID字符排序相同
1 代表轉(zhuǎn)換后將UUID中的time-low和time-high部分（第一和第三組）交換位置，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)可以按時(shí)間連續(xù)遞增，對(duì)InnoDB的聚簇索引還會(huì)有性能提升。注意這個(gè)僅對(duì)UUID V1版本基于時(shí)間戳生成的UUID才有效，如果是其他類型的UUID，不會(huì)得到性能提升。

下面我們利用這個(gè)函數(shù)新建一個(gè)表uuid_pk_v2:

create table uuid_pk_v2(
id binary(16) default(uuid_to_bin(uuid(),1)) primary key,
serial int);

這里id列的數(shù)據(jù)類型變成了binary(16)，同時(shí)uuid在存儲(chǔ)時(shí)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制型存儲(chǔ)。

插入1條數(shù)據(jù)

insert into uuid_pk_v2(serial) values(1);

select id, serial from uuid_pk_v2;
select bin_to_uuid(id,1), serial from uuid_pk_v2;

直接查詢是以16進(jìn)制顯示的數(shù)據(jù)，這對(duì)我們沒有意義，我們需要用bin_to_uuid()函數(shù)將數(shù)據(jù)還原為字符串型UUID。

我們?cè)倏匆幌滤饕?/p>

explain select * from uuid_pk_v2 where id=uuid_to_bin('a292725f-7fa1-11ee-a9a1-0050569c9844',1)\G

索引的長(zhǎng)度從164縮短為16，只有原來(lái)的十分之一，這代表索引在磁盤和內(nèi)存占用的空間也會(huì)縮小至十分之一，掃描速度會(huì)快的多。
因此，雖然在插入和查詢的時(shí)候多了一層函數(shù)的處理，但是這可以完美解決前面UUID的兩個(gè)缺陷，帶來(lái)的性能提升是完全值得的。

到此這篇關(guān)于MySQL中UUID主鍵的優(yōu)化小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL UUID主鍵優(yōu)化內(nèi)容請(qǐng)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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