Choisir la bonne clé primaire pour la base de données

ULID vs UUID vs incrémentation automatique ??

Les clés primaires jouent un rôle essentiel dans les systèmes de gestion de bases de données, servant d'identifiant unique pour chaque enregistrement d'une table. Ils permettent une récupération, une mise à jour et une suppression efficaces des données et aident à maintenir l’intégrité des données en garantissant qu’aucun enregistrement en double n’est présent. Lors de la conception d'un schéma de base de données, l'une des décisions les plus importantes consiste à sélectionner le bon type de clé primaire, ce qui peut avoir un impact significatif sur les performances, l'évolutivité et la facilité d'utilisation.

Cet article explorera les avantages et les inconvénients de trois types de clés primaires populaires : - l'identifiant universellement unique (UUID), l'identifiant lexicographiquement triable universellement unique (ULID) et les entiers auto-incrémentés. Nous discuterons des propriétés et des caractéristiques de chacun, ainsi que des exemples pour vous aider à prendre une décision éclairée lors du choix de la bonne clé primaire pour votre base de données.

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Identifiant universellement unique (UUID)

Un UUID est un nombre de 128 bits conçu pour être unique au monde, ce qui signifie que la probabilité de générer deux fois le même UUID est astronomiquement faible. Ils sont représentés sous la forme d’une chaîne de 36 caractères, tirets compris et peuvent être générés indépendamment sans avoir besoin d’une autorité centrale. Il existe différentes versions d'UUID, mais la version 4, qui repose sur des nombres aléatoires, est la plus couramment utilisée. Le format d'un UUID est le suivant :

XXXXXXXX-XXXX-MXXX-NXXX-XXXXXXXXXXXX

Où x est un chiffre hexadécimal (0-9, a-f) et M et N représentent des bits spécifiques avec des significations prédéfinies. Par exemple, un UUID pourrait ressembler à :

123e4567-e89b-12d3-a456–426614174000

Dans une base de données, une clé primaire UUID peut apparaître dans un tableau comme celui-ci :

Avantage des UUID

Unicité mondiale : les UUID offrent un risque de collision extrêmement faible, ce qui les rend adaptés aux systèmes distribués ou aux bases de données dans lesquels plusieurs clients peuvent générer des identifiants simultanément.
Aucune autorité centrale n'est nécessaire : les UUID peuvent être générés indépendamment sur chaque client sans nécessiter de coordination, ce qui les rend adaptés aux systèmes décentralisés.
Fusion de données facile : lors de la combinaison de données provenant de différentes bases de données, les UUID éliminent le besoin de s'inquiéter des valeurs de clé primaire conflictuelles.

Inconvénient des UUID

Taille : les UUID sont plus grands que les entiers à incrémentation automatique, occupant 16 octets de stockage, contre 4 octets pour un entier typique. Cela peut entraîner une augmentation des coûts de stockage et d'indexation, ainsi qu'une diminution des performances lors des requêtes ou de la jointure de tables.
Non lisible par l'homme : les UUID sont difficiles à lire, à mémoriser et à communiquer verbalement, ce qui les rend moins conviviaux pour les développeurs et les équipes d'assistance.
Non ordonné : les UUID ne sont pas générés de manière séquentielle, ce qui peut entraîner une fragmentation et une diminution des performances lors de l'insertion de données dans une table avec un index clusterisé.

Identifiant lexicographiquement triable universellement unique (ULID)

Les ULID sont un autre type d'identifiant unique qui combine les avantages des UUID avec l'avantage supplémentaire d'être triables. Ce sont des nombres de 128 bits, représentés par une chaîne de 26 caractères composée de lettres majuscules et de chiffres. La première moitié de l'ULID représente un horodatage, tandis que la seconde moitié est une valeur générée aléatoirement. Le format d'un ULID est le suivant :

01ARZ3NDEKTSV4RRFFQ69G5FAV

Dans une base de données, une clé primaire ULID peut apparaître dans un tableau comme celui-ci :

Benefit of ULIDs

• Global uniqueness: Like UUIDs, ULIDs provide a very low risk of collision, making them suitable for distributed systems.
• Lexicographically sortable: ULIDs are generated in a way that ensures they are sortable by their creation time, making them more efficient for querying and inserting into tables with clustered indexes.
• No central authority needed: ULIDs can be generated independently on each client without the need for coordination, making them suitable for decentralized systems.
• Human-readable: While not as easy to read as auto-incrementing integers, ULIDs are more human-readable than UUIDs due to their shorter length and character set.

Drawback of ULIDs

• Size: ULIDs occupy 16 bytes of storage, similar to UUIDs, which can lead to increased storage and indexing costs, as well as decreased performance when querying or joining tables.
• Not as human-readable as integers: Although more readable than UUIDs, ULIDs are still not as user-friendly as auto-incrementing integers, which can pose challenges for developers and support teams.

Auto-Incrementing Integers

Auto-incrementing integers are the most common type of primary key used in databases. As the name suggests, auto-incrementing integers are sequential numbers that automatically increase by a specified increment (usually 1) for each new record added to the table. An example of an auto-incrementing primary key sequence might be:

1, 2, 3, 4, 5, ...

In a database, an auto-incrementing integer primary key might appear in a table like this:

Avantage des incréments automatiques :

• Facile à comprendre : les entiers à incrémentation automatique sont lisibles par l'homme et faciles à communiquer verbalement, ce qui les rend conviviaux pour les développeurs et les équipes d'assistance.
• Taille plus petite : les entiers à incrémentation automatique occupent généralement 4 octets de stockage, ce qui peut entraîner une réduction des coûts de stockage et d'indexation, ainsi qu'une amélioration des performances lors des interrogations ou de la jointure de tables.
• Ordonné : les entiers à incrémentation automatique sont générés séquentiellement, ce qui peut améliorer les performances lors de l'insertion de données dans des tables avec des index clusterisés.

Inconvénient des incréments automatiques :

• Risque de collision : dans les systèmes distribués ou les bases de données où plusieurs clients peuvent générer des identifiants simultanément, il existe un risque de valeurs de clé primaire contradictoires.
• Autorité centrale nécessaire : les entiers auto-incrémentés nécessitent une coordination entre les clients ou une autorité centrale pour garantir la génération d'un identifiant unique, ce qui peut constituer un défi dans les systèmes décentralisés.
• Difficile de fusionner des données : lors de la combinaison de données provenant de différentes bases de données, l'auto-incrémentation d'entiers peut entraîner des valeurs de clé primaire conflictuelles, rendant le processus de fusion plus complexe.

Choisir la bonne clé primaire

Lorsque vous décidez du type de clé primaire à utiliser pour votre base de données, il est essentiel de prendre en compte les exigences et les contraintes spécifiques de votre système. Voici quelques lignes directrices pour vous aider à choisir la clé primaire la plus adaptée à votre situation :

• Systèmes centralisés : si vous disposez d'un système centralisé dans lequel une seule autorité gère la génération des identifiants, les entiers à incrémentation automatique sont un excellent choix en raison de leur simplicité, de leur taille réduite et de leur format lisible par l'homme. Ils offrent également de meilleures performances lorsque vous travaillez avec des index clusterisés.
• Systèmes distribués : pour les systèmes distribués, où plusieurs clients génèrent des identifiants simultanément et où il n'y a pas d'autorité centrale, les UUID ou ULID sont plus appropriés. Les deux offrent une unicité globale et peuvent être générés indépendamment par chaque client. Les ULID ont l'avantage supplémentaire d'être triables lexicographiquement, ce qui peut améliorer les performances des requêtes.
• Fusion de données : si votre système nécessite une fusion fréquente de données provenant de différentes bases de données, les UUID ou ULID sont le meilleur choix, car ils éliminent le besoin de résoudre les valeurs de clé primaire conflictuelles.
• Performances : si les performances sont une priorité absolue, envisagez d'utiliser des entiers ou des ULID à incrémentation automatique. Les entiers à incrémentation automatique offrent une meilleure efficacité de stockage et d'indexation, tandis que les ULID offrent de meilleures performances lorsque vous travaillez avec des index clusterisés en raison de leur nature triable.

Gestion des clés primaires dans l'analyse des données

Lorsque vous travaillez avec des clés primaires dans l'analyse de données, il est crucial de comprendre les caractéristiques de chaque type de clé primaire et leur impact potentiel sur vos analyses. Voici quelques conseils pour gérer différentes clés primaires dans l'analyse de données :

• Entiers à incrémentation automatique : lorsque vous utilisez des entiers à incrémentation automatique comme clés primaires, assurez-vous que votre analyse prend en compte la nature ordonnée de ces clés. Par exemple, lors de l'analyse des tendances ou des modèles au fil du temps, assurez-vous que les données sont correctement triées en fonction de l'entier auto-incrémenté.
• UUID et ULID : dans l'analyse de données, les UUID et les ULID peuvent être plus difficiles à utiliser en raison de leur complexité et de leur plus grande taille. Pour faciliter l'analyse, envisagez de créer des index supplémentaires ou d'utiliser des colonnes dérivées pour trier ou filtrer les données en fonction des attributs pertinents.
• Agrégation de données : lors de l'agrégation de données provenant de plusieurs sources avec différents types de clés primaires, envisagez de standardiser les clés primaires en les convertissant en un type commun, tel que les UUID ou les ULID. Cela peut simplifier le processus de fusion des données et garantir une analyse cohérente sur toutes les sources.
• Lisibilité humaine : lorsque vous présentez les résultats de l'analyse des données aux parties prenantes, envisagez d'utiliser des identifiants plus lisibles par l'homme, tels que des noms d'utilisateur ou des adresses e-mail, au lieu de clés primaires complexes comme les UUID ou les ULID. Cela peut rendre les résultats plus accessibles et compréhensibles pour un public non technique.

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Conclusion

En conclusion, choisir la bonne clé primaire pour votre base de données est une décision critique qui peut avoir un impact durable sur les performances, l'évolutivité et le succès global de votre système. En examinant attentivement les exigences et les contraintes spécifiques de votre situation et en engageant des discussions réfléchies avec votre équipe, vous pouvez faire des choix éclairés qui jetteront des bases solides pour la conception de votre base de données. N'oubliez pas que le type de clé primaire que vous choisissez affectera non seulement les aspects techniques de votre système, mais également la facilité d'utilisation pour les développeurs, les équipes d'assistance et même les parties prenantes qui s'appuient sur les données pour prendre des décisions. Alors, prenez le temps de comprendre les compromis et sélectionnez la clé primaire qui répond le mieux aux besoins uniques de votre projet.

Une bonne conception de base de données est comme une bibliothèque bien organisée, et les clés primaires sont le système décimal Dewey qui garde tout en ordre.

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Article provenant de https://medium.com/geekculture/choosing-the-right-primary-key-for-the-database-326136eff4f4

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