為什么mysql自增主鍵不是連續(xù)的

一 前言

       提出這個問題，是因為在工作中發(fā)現(xiàn) mysql 中的 user 表的 id 默認是自增的，但是數(shù)據(jù)庫存儲的結(jié)果卻不是連續(xù)的。

       user 表結(jié)構(gòu)：

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(shù)據(jù)文件中。

1.2  InnoDB 引擎的自增值，其實是保存在了內(nèi)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(xiàn)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(nèi)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(shù)據(jù)的時候，自增值的行為如下：

• 如果插入數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)要插入的值和當前自增值的大小關(guān)系，自增值的變更結(jié)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 XY，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(tǒng)參數(shù)，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(diào)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(xiàn) 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(shù)據(jù)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(nèi)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(nèi)存中的自增 id 為11；staff 表 id = 20，此時內(nèi)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(chǎn)生 id 不連續(xù)的現(xiàn)象。

5.3 批量寫庫操作

       對于批量插入數(shù)據(jù)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(shù)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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