MySQL中的主键自增机制详情

目录

• 主键自增
• 自增主键保存在哪里
• 自增值修改机制
• 自增值的修改时机
• 如何修改自增主键值

主键自增

MySQL 提供了主键自增机制 AUTO_INCREMENT. 对主键使用, 保证了主键的唯一性.

注意：自增长必须与主键字段配合使用。

默认的主键的起始值为 1, 每次增量为 1, 也可以手动指定其自增起始值 auto_increment_offset 和自增步长 auto_increment_increment.

-- 设置主键自增
CREATE TABLE USER(
    id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT,
    ...
)

-- 在创建表时指定自增起始值
CREATE TABLE xx{

}ENGINE=INNODB auto_increment=100 DEFAULT CHARSET=utf8;

-- 修改自增起始值
alter table people  AUTO_INCREMENT = 20;

-- 基于会话级别：
show session variables like 'auto_inc%';　　-- 查看步长
set session auto_increment_increment=2;   -- 修改自增步长
　　
-- 基于全局级别：（会影响下一次登录的值）
show global variables like 'auto_inc%';　	-- 查看步长
set global auto_increment_increment=5;	-- 修改自增步长

注意：

• 在 InnoDB 存储引擎中, 自增长值的列必须是索引, 同时必须是索引的第 1 个列. 如果不是第 1 个列, 则 MySQL 数据库会抛出异常. 对于 MyISAM 无此要求。
• 自增长每次递增 1, 说明是数值型, 可以是整数, 也可以是浮点数.
• 由于种种原因, 自增值可以保证增长趋势, 但并不能保证连续.
• 不会影响自增长的命令：DELETE FROM xxx;
• 可以影响自增长的命令：TRUNCATE TABLE xxx;

使用起来倒是很简单，但是对于主键自增机制的这些问题，你了解吗？

• 自增主键保存在哪里？
• 自增主键如何实现自增的？
• 自增主键是什么时候自增的？
• 自增主键一定是连续自增的吗？
• 自增主键可以人为修改吗？

自增主键保存在哪里

首先需要知道的是，自增主键机制是存储引擎实现的，所以不同的存储引擎对于自增值的保存策略不同.

• MyISAM 的自增值保存在数据文件中.
• InnoDB 的自增值, 保存在内存里, 一直到了 MySQL 8.0 后, 才有了自增值的持久化的能力, 也就是才保存到文件中，实现了如果发生重启, 表的自增值可以恢复为 MySQL 重启前的值.

具体是：在 MySQL <= 5.7 时, 自增值保存在内存里, 没有持久化. 当 MySQL 重启后, 第一次打开某个数据表的时候, 都会去找该表中主键字段的自增值的最大值 max(id), 然后将 max(id)+1 作为这个表当前的自增值.

但是这样就会存在一个问题，比如 :  如果一个表的 id 最大是 10, 此时的 AUTO_INCREMENT=11. 当删除 id=10 的记录时, 此时 AUTO_INCREMENT 还是 11. 但如果马上重启 MySQL, 重启后这个表的 AUTO_INCREMENT 就变为 10 了. ( maxid = 9, 9+1=10 )  即 MySQL 重启可能会修改表的 AUTO_INCREMENT 的值.

在 MySQL 8.0 版本, 将自增值的变更记录在了 redo log 中, 重启的时候依靠 redo log 恢复重启之前的值. 所以不会出现上述问题.

自增值修改机制

在 MySQL 中, 如果字段 id 被定义为 AUTO_INCREMENT, 在插入一行数据的时候, 自增值的操作如下：

• 如果插入数据时, id 字段指定为 0, null 或未指定值, 那么就把这个表当前的 AUTO_INCREMENT 值给自增字段, ( 没给值, 则使用自增长值 )
• 如果插入数据时, id 字段指定了具体的值, 就直接使用 SQL 语句里指定的值. ( 给定了值, 就使用给定值 )
• 根据要插入的值和当前自增值的大小关系, 自增值的变更结果也会有所不同.

假设, 要插入的值是 X, 当前的自增值是 Y.

如果 X < Y, 那么这个表的自增值不变.

如果 X ≥ Y, 就需要把当前表的自增值修改为新的自增值. 新的自增值生成方式是：从 auto_increment_offset 开始, 以 auto_increment_increment 为步长, 持续叠加, 直到找到第一个大于 X 的值, 作为新的自增值.   也就是，这种情况下步长也参与了影响。

自增值的修改时机

假设, 有一个表 t , 有 A, B, C 三个字段, 字段 A 是主键, 且自增, 字段 C 有唯一约束.

当前表 t 中有一条记录为  (1,1,1) , 此时执行一条插入语句 insert into t values(null, 1, 1);

那么这个语句的执行流程就是：

• 执行器调用 InnoDB 引擎的接口，写入一行, 传入的这一行的值是 (null,1,1);
• InnoDB 发现用户没有指定自增 id 的值, 所以会获取表 t 当前的自增值 2,
• 然后 InnoDB 会将传入的行的值改成 (2,1,1);
• 然后将表的自增值改成 3,
• 然后执行插入数据操作, 由于 C 字段已经存在 = 1 的记录, 所以报 Duplicate key error, 并返回.

最后的结果可以看到, 这个表的自增值改成 3, 是在真正执行插入数据的操作之前进行的.

这个语句真正执行的时候, 因为碰到唯一键 C 冲突, 所以 id=2 这一行并没有插入成功, 但也没有将自增值再改回去. 所以, 在这之后, 再插入新的数据行时, 拿到的自增 id 就是 3. 也就是说, 出现了自增主键不连续的情况.

总结：自增主键不连续有如下两种情况 :

• 唯一约束冲突导致自增主键不连续.
• 事务回滚也会导致自增主键不连续.

如何修改自增主键值

有如下几种修改方式：

• 使用alter table 表名 AUTO_INCREMENT = ?来修改自增值的起始值。
• 在创建表时设置 AUTO_INCREMENT=? 自增值的起始值。

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