MySQL中主键与rowid的使用陷阱总结

前言

大家在MySQL中我们可能听到过rowid的概念，但是却很难去测试实践，不可避免会有一些疑惑，比如：

• 如何感受到rowid的存在；
• rowid和主键有什么关联关系；
• 在主键的使用中存在哪些隐患；
• 如何来理解rowid的潜在瓶颈并调试验证。

本文要和大家一起讨论这几个问题，测试的环境基于MySQL 5.7.19版本。

问题1、如何感受到rowid的存在

我们不妨通过一个案例来进行说明。

记得有一天统计备份数据的时候，写了一条SQL，当看到执行结果时才发现SQL语句没有写完整，在完成统计工作之后，我准备分析下这条SQL语句。

mysql> select backup_date ,count(*) piece_no from redis_backup_result;

+-------------+----------+

| backup_date | piece_no |

+-------------+----------+

| 2018-08-14 | 40906 |

+-------------+----------+

1 row in set (0.03 sec)

根据业务特点，一天之内肯定没有这么多的记录，明显不对，到底是哪里出了问题呢。

自己仔细看了下SQL，发现是没有加group by，我们随机查出10条数据。

mysql> select backup_date from redis_backup_result limit 10;

+-------------+

| backup_date |

+-------------+

| 2018-08-14 |

| 2018-08-14 |

| 2018-08-14 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

| 2018-08-15 |

+-------------+

10 rows in set (0.00 sec)

在早期的版本中数据库参数sql_mode默认为空，不会校验这个部分，从语法角度来说，是允许的；但是到了高版本，比如5.7版本之后是不支持的，所以解决方案很简单，在添加group by之后，结果就符合预期了。

mysql> select backup_date ,count(*) piece_no from redis_backup_result group by backup_date;

+-------------+----------+

| backup_date | piece_no |

+-------------+----------+

| 2018-08-14 | 3 |

| 2018-08-15 | 121 |

| 2018-08-16 | 184 |

| 2018-08-17 | 3284 |

| 2018-08-18 | 7272 |

| 2018-08-19 | 7272 |

| 2018-08-20 | 7272 |

| 2018-08-21 | 7272 |

| 2018-08-22 | 8226 |

+-------------+----------+

9 rows in set (0.06 sec)

但是比较好奇这个解析的逻辑，看起来是SQL解析了第一行，然后输出了count(*)的操作，显然这是从执行计划中无法得到的信息。

我们换个思路，可以看到这个表有4万多条的记录。

mysql> select count(*)from redis_backup_result;

+----------+

| count(*) |

+----------+

| 40944 |

+----------+

1 row in set (0.01 sec)

为了验证，我们可以使用_rowid的方式来做初步的验证。

InnoDB表中在没有默认主键的情况下会生成一个6字节空间的自动增长主键，可以用select _rowid from table来查询，如下：

mysql> select _rowid from redis_backup_result limit 5;

+--------+

| _rowid |

+--------+

| 117 |

| 118 |

| 119 |

| 120 |

| 121 |

+--------+

5 rows in set (0.00 sec)

再可以实现一个初步的思路。

mysql> select _rowid,count(*)from redis_backup_result;

+--------+----------+

| _rowid | count(*) |

+--------+----------+

| 117 | 41036 |

+--------+----------+

1 row in set (0.03 sec)

然后继续升华一些，借助rownum来实现，当然在MySQL中原生不支持这个特性，需要间接实现。

mysql> SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,r._rowid from redis_backup_result

r ,(select @rowno:=0) t limit 20;

+-------+--------+

| rowno | _rowid |

+-------+--------+

| 1 | 117 |

| 2 | 118 |

| 3 | 119 |

| 4 | 120 |

| 5 | 121 |

| 6 | 122 |

| 7 | 123 |

| 8 | 124 |

| 9 | 125 |

| 10 | 126 |

| 11 | 127 |

| 12 | 128 |

| 13 | 129 |

| 14 | 130 |

| 15 | 131 |

| 16 | 132 |

| 17 | 133 |

| 18 | 134 |

| 19 | 135 |

| 20 | 136 |

+-------+--------+

20 rows in set (0.00 sec)

写一个完整的语句，如下：

mysql> SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,r._rowid ,backup_date,count(*)

from redis_backup_result r ,(select @rowno:=0) t ;

+-------+--------+-------------+----------+

| rowno | _rowid | backup_date | count(*) |

+-------+--------+-------------+----------+

| 1 | 117 | 2018-08-14 | 41061 |

+-------+--------+-------------+----------+

1 row in set (0.02 sec)

通过这个案例，可以很明显发现是第1行的记录，然后做了count(*)的操作。

当然我们的目标是要掌握rowid和主键的一些关联关系，所以我们也复盘一下主键使用中的隐患问题。

问题2、rowid和主键有什么关联关系

在学习MySQL开发规范之索引规范的时候，强调过一个要点：每张表都建议有主键。我们在这里来简单分析一下为什么？

除了规范，从存储方式上来说，在InnoDB存储引擎中，表都是按照主键的顺序进行存放的，我们叫做聚簇索引表或者索引组织表（IOT），表中主键的参考依据如下：

• 显式的创建主键Primary key。
• 判断表中是否有非空唯一索引，如果有，则为主键。
• 如果都不符合上述条件，则会生成6个字节的bigint unsigned值。

从以上可以看到，MySQL对于主键有一套维护机制，而一些常见的索引也会产生相应的影响，比如唯一性索引、非唯一性索引、覆盖索引等都是辅助索引（secondary index，也叫二级索引），从存储的角度来说，二级索引列中默认包含主键列，如果主键太长，也会使得二级索引很占空间。

问题3、在主键的使用中存在哪些隐患

这就引出行业里非常普遍的主键性能问题，这不是一个单一的问题，需要MySQL方向持续改造的，将技术价值和业务价值结合起来。我看到很多业务中设置了自增列，但是大多数情况下，这种自增列却没有实际的业务含义，尽管是主键列保证了ID的唯一性，但是业务开发无法直接根据主键自增列来进行查询，于是他们需要寻找新的业务属性，添加一系列的唯一性索引，非唯一性索引等等，这样一来我们坚持的规范和业务使用的方式就存在了偏差。

从另外一个维度来说，我们对于主键的理解是有偏差的，我们不能单一的认为主键就一定是从1开始的整数类型，我们需要结合业务场景来看待，比如我们的身份证其实就是一个不错的例子，把证号分成了几个区段，偏于检索和维护；或者是外出就餐时得到的流水单号，它都有一定的业务属性在里面，对于我们去理解业务的使用是一种不错的借鉴。

问题4、如何来理解rowid的潜在瓶颈并进行调试验证

我们知道rowid只有6个字节，因此最大值是2^48,所以一旦 row_id超过这个值还是会递增，这种情况下是否存在隐患。

光说不练假把式，我们可以做一个测试来说明。

1）我们创建一张表test_inc，不包含任何索引。

create table test_inc(id int) engine=innodb;

2）通过ps -ef|grep mysql得到对应的进程号，使用gdb来开始做下调试配置，切记！此处应该是自己的测试环境。

[root@dev01 mysql]# gdb -p 3132 -ex 'p dict_sys->row_id=1' -batch

[New LWP 3192]

[New LWP 3160]

[New LWP 3159]

[New LWP 3158]

[New LWP 3157]

[New LWP 3156]

[New LWP 3155]

[New LWP 3154]

[New LWP 3153]

[New LWP 3152]

[New LWP 3151]

[New LWP 3150]

[New LWP 3149]

[New LWP 3148]

[New LWP 3147]

[New LWP 3144]

[New LWP 3143]

[New LWP 3142]

[New LWP 3141]

[New LWP 3140]

[New LWP 3139]

[New LWP 3138]

[New LWP 3137]

[New LWP 3136]

[New LWP 3135]

[New LWP 3134]

[New LWP 3133]

[Thread debugging using libthread_db enabled]

0x00000031ed8df283 in poll () from /lib64/libc.so.6

$1 = 1

3）我们做下基本检验，得到建表语句，保证测试是预期的样子。

mysql> show create table test_inc\G

*************************** 1. row ***************************

  Table: test_inc

Create Table: CREATE TABLE `test_inc` (

 `id` int(11) DEFAULT NULL

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

1 row in set (0.00 sec)

4）插入一些数据，使得rowid持续自增。

mysql> insert into test_inc values(1),(2),(3);

Query OK, 3 rows affected (0.08 sec)

Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0

5）我们对rowid进行重置，调整为2^48

mysql> select power(2,48);

+-----------------+

| power(2,48)  |

+-----------------+

| 281474976710656 |

+-----------------+

1 row in set (0.00 sec)

[root@dev01 mysql]# gdb -p 3132 -ex 'p dict_sys->row_id=281474976710656' -batch

。。。

。。。

[Thread debugging using libthread_db enabled]

0x00000031ed8df283 in poll () from /lib64/libc.so.6

$1 = 281474976710656

6）继续写入一些数据，比如我们写入4,5,6三行数据。

mysql> insert into test_inc values(4),(5),(6); 

Query OK, 3 rows affected (0.07 sec)

Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0

7）查看数据结果，发现1,2两行已经被覆盖了。

mysql> select *from test_inc;

+------+

| id |

+------+

| 4 |

| 5 |

| 6 |

| 3 |

+------+

4 rows in set (0.00 sec)

由此，我们可以看到rowid自增后，还是存在使用瓶颈，当然这个概率是很低的，需要自增列的值到281万亿，这是一个相当庞大的数值了，从功能上来说，应该抛出写入重复值的错误更为合理。

而有了主键之后，上面这个瓶颈似乎就不存在了。

>>>> 参考资料

rowid调试参考了丁奇的博客

https://www.jb51.net/article/172262.htm

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，谢谢大家对我们的支持。