深入了解MySQL中的自增主鍵

這篇文章帶大家了解MySQL中的自增主鍵，介紹一下自增值修改機制、自增值的修改時機、自增鎖的優化方法等等，有需要的朋友可以學習了解一下~

一、自增值保存在哪裡？

不同的引擎對於自增值的保存策略不同

1.MyISAM引擎的自增值保存在資料檔案中

2.InnoDB引擎的自增值，在MySQL5.7及之前的版本，自增值保存在記憶體裡，並沒有持久化。每次重啟後，第一次開啟表的時候，都會去找自增值的最大值max(id)，然後將max(id) 步長作為這個表當前的自增值

select max(ai_col) from table_name for update;

在MySQL8 .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

二、自增值修改機制

#如果字段id被定義為AUTO_INCREMENT，在插入一行資料的時候，自增值的行為如下：

1.如果插入資料時id欄位指定為0、null或未指定值，那麼就把這個表目前的AUTO_INCREMENT值填入自增欄位

2.如果插入資料時id欄位指定了具體的值，就直接使用語句裡指定的值

假設，某次要插入的值是X，目前的自增值是Y

1.如果X

2.如果X>=Y，就需要把目前自增值修改為新的自增值

新的自增值生成演算法是：從auto_increment_offset（初始值）開始，以auto_increment_increment（步長）為步長，持續疊加，直到找到第一個大於X的值，作為新的自增值

三、自增值的修改時機

建立一個表t，其中id是自增主鍵欄位、c是唯一索引，建表語句如下：

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  `d` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `c` (`c`)) ENGINE=InnoDB;

假設，表t裡面已經有了(1,1,1)這條記錄，這時再執行一條插入資料指令：

insert into t values(null, 1, 1);

執行流程如下：

1.執行器呼叫InnoDB引擎介面寫入一行，傳入的這一行的值是(0,1,1)

2.InnoDB發現用於沒有指定自增id的值，取得表t目前的自增值2

3.將傳入的行的值改成(2,1,1)

#4 .將表的自增值改成3

5.繼續執行插入資料操作，由於已經存在c=1的記錄，所以報Duplicate key error（唯一鍵衝突），語句回傳

#對應的執行流程圖如下：

在這之後，再插入新的資料行時，拿到的自增id就是3。出現了自增主鍵不連續的情況

唯一鍵衝突和事務回滾都會導致自增主鍵id不連續的情況

四、自增鎖的最佳化

自增id鎖並不是事務鎖，而是每次申請完就馬上釋放，以便允許別的事務再申請

但在MySQL5. 0版本的時候，自增鎖的範圍是語句層級。也就是說，如果一個語句申請了一個表自增鎖，這個鎖會等語句執行結束以後才釋放

MySQL5.1.22版本引入了一個新策略，新增參數innodb_autoinc_lock_mode，預設值是1

1.這個參數設定為0，表示採用先前MySQL5.0版本的策略，也就是語句執行結束後才釋放鎖定

2.這個參數設定為1

• 普通insert語句，自增鎖在申請之後就馬上釋放
• 類似insert … select這樣的批量插入資料的語句，自增鎖還是要等語句結束後才被釋放

3.這個參數設定為2，所有的申請自增主鍵的動作都是申請後就釋放鎖定

為了資料的一致性，預設為1

# 如果sessionB申請了自增值以後馬上就釋放自增鎖，那麼就可能出現這樣的情況：

• sessionB先插入了兩行資料(1,1,1)、 (2,2,2)
• sessionA來申請自增id得到id=3，插入了(3,5,5)
• 之後，sessionB繼續執行，插入兩條記錄( 4,3,3)、(5,4,4)

當binlog_format=statement的時候，兩個session是同時執行插入資料指令的，所以binlog裡面對錶t2的更新日誌只有兩種情況：要嘛先記sessionA的，要嘛先記錄sessionB的。無論是哪一種，這個binlog拿到從函式庫執行，或是用來恢復臨時實例，備庫和臨時實例裡面，sessionB這個語句執行出來，產生的結果裡面，id都是連續的。這時，這個函式庫就發生了資料不一致

解決這個問題的想法：

1）讓原函式庫的批次插入資料語句，固定產生連續的id值。所以，自增鎖直到語句執行結束才釋放，就是為了達到這個目的

2）在binlog里面把插入数据的操作都如实记录进来，到备库执行的时候，不再依赖于自增主键去生成。也就是把innodb_autoinc_lock_mode设置为2，同时binlog_format设置为row

如果有批量插入数据（insert … select、replace … select和load data）的场景时，从并发插入数据性能的角度考虑，建议把innodb_autoinc_lock_mode设置为2，同时binlog_format设置为row，这样做既能并发性，又不会出现数据一致性的问题

对于批量插入数据的语句，MySQL有一个批量申请自增id的策略：

1.语句执行过程中，第一次申请自增id，会分配1个

2.1个用完以后，这个语句第二次申请自增id，会分配2个

3.2个用完以后，还是这个语句，第三次申请自增id，会分配4个

4.依次类推，同一个语句去申请自增id，每次申请到的自增id个数都是上一次的两倍

insert into t values(null, 1,1);
insert into t values(null, 2,2);
insert into t values(null, 3,3);
insert into t values(null, 4,4);
create table t2 like t;
insert into t2(c,d) select c,d from t;
insert into t2 values(null, 5,5);

insert … select，实际上往表t2中插入了4行数据。但是，这四行数据是分三次申请的自增id，第一次申请到了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

由于这条语句实际上只用上了4个id，所以id=5到id=7就被浪费掉了。之后，再执行insert into t2 values(null, 5,5)，实际上插入了的数据就是(8,5,5)

这是主键id出现自增id不连续的第三种原因

五、自增主键用完了

自增主键字段在达到定义类型上限后，再插入一行记录，则会报主键冲突的错误

以无符号整型（4个字节，上限就是$2^{32}-1$）为例，通过下面这个语句序列验证一下：

CREATE TABLE t ( id INT UNSIGNED auto_increment PRIMARY KEY ) auto_increment = 4294967295;
INSERT INTO t VALUES(NULL);
INSERT INTO t VALUES(NULL);

第一个insert语句插入数据成功后，这个表的AUTO_INCREMENT没有改变（还是4294967295），就导致了第二个insert语句又拿到相同的自增id值，再试图执行插入语句，报主键冲突错误

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以上是深入了解MySQL中的自增主鍵的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！