696-MySQL自增主键为何不是连续的呢？

朱雀 2022-08-28 05:45 105阅读 0赞

## MySQL自增主键为何不是连续的呢？ ##

众所周知，由于自增主键可以让主键索引尽量地保持递增顺序插入，避免了页分裂，大量的随机IO。自增主键不连续。  
**为何自增主键不是严格递增的？**  
为了更加形象，这里创建一个表xl\_tb，其中id是自增主键字段、a是唯一索引，然后插入一条数据，我们再查看它的表结构。

CREATE TABLE `NewTable` (
    `id`  int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `a`  int(11) NULL ,
    `b`  int(11) NULL ,
    PRIMARY KEY (`id`),
    UNIQUE INDEX `a` (`a`) USING BTREE 
    );
    
    insert into xl_tb values(null, 1, 1)

mysql> show create table xl_tb\G;
    *************************** 1. row ***************************
           Table: xl_tb
    Create Table: CREATE TABLE `xl_tb` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `a` int(11) DEFAULT NULL,
      `b` int(11) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`),
      UNIQUE KEY `a` (`a`) USING BTREE
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8
    1 row in set (0.04 sec)

可以看到，表定义里面出现了一个AUTO\_INCREMENT=4，表示下一次插入数据时，如果需要自动生成自增值，会生成id=4。

## 自增主键为何不连续? ##

**自增主键存储策略**  
接下来，我们一起看看自增值保存在哪里吧！

**其实，不同的存储引擎，自增值保存策略不一样的。**  
**MyISAM引擎的自增值保存在数据文件中。**

**InnoDB引擎的自增值，其实是保存在了内存里，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”，具体情况是：**  
在MySQL 5.7及之前的版本，自增值保存在内存里，并没有持久化。每次重启后，第一次打开表的时候，都会去找自增值的最大值max(id)，然后将max(id)+1作为这个表当前的自增值。

举例来说，如果一个表当前数据行里最大的id是10，AUTO\_INCREMENT=11。这时候，我们删除id=10的行，AUTO\_INCREMENT还是11。但如果马上重启实例，重启后这个表的AUTO\_INCREMENT就会变成10。 也就是说，MySQL重启可能会修改一个表的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。

**理解了MySQL对自增值的保存策略以后，我们再看看自增值修改机制。**

**自增值修改机制**  
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值填到自增字段；  
如果插入数据时id字段指定了具体的值，就直接使用语句里指定的值。

**自增值新增机制**  
1.如果准备插入的值>=当前自增值，新的自增值就是“准备插入的值+1”；  
2.否则，自增值不变。

**自增值的修改时机**  
假设，表xl\_tb里面已经有了(1,1,1)这条记录，这时我再执行一条插入数据命令：

insert into t values(null, 1, 1); (自增id,唯一键a,普通字段b)

**这个语句的执行流程就是：**

1、执行器调用InnoDB引擎接口写入一行，传入的这一行的值是(0,1,1);  
2、InnoDB发现用户没有指定自增id的值，获取表xl\_tb当前的自增值4；  
3、将传入的行的值改成(2,1,1);  
4、将表的自增值改成5；  
5、继续执行插入数据操作，由于已经存在a=1的记录，所以报Duplicate key error，语句返回。

这个表的自增值改成5，是在真正执行插入数据的操作之前。这个语句真正执行的时候，因为碰到唯一键a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5。也就是说，出现了自增主键不连续的情况。因此，**唯一键冲突是导致自增主键id不连续的第一种原因。**

**同样地，事务回滚也会产生类似的现象，这就是第二种原因。**

这时，你可能会想，为什么在出现唯一键冲突或者回滚的时候，MySQL没有把表xl\_tb的自增值改回去呢？如果把表xl\_tb的当前自增值从5改回4，再插入新数据的时候，不就可以生成id=2的一行数据了吗？  
**那么，接下来跟着我的思路来看看，为何不让自增主键后退吧！**

首先，我们假设有两个并行执行的事务A、B，在申请自增值的时候，为了避免两个事务申请到相同的自增id，肯定要加锁，然后顺序申请。  
![在这里插入图片描述][679779062fa7432d9dc79403dba58bcd.png]  
首先，事务A申请到 id=2，此时当前自增值为3，由于加锁顺序申请，事务B申请到 id=3（当前自增值），此时，当前自增值变为 3+1=4  
然后，事务 A、B都插入，假设事务B先插入然后成功插入，然后事务A插入发生了唯一键冲突  
如果假设允许自增值后退，自增值就变为2啦，假如事务A继续插入，申请到 id=2，成功插入，申请到 id=3，插入，由于之前事务B已经插入 id=3的数据，此时发生主键冲突

**那怎样解决呢？**  
1、每次申请id之前，先判断表里面是否已经存在这个id。  
2、扩大锁范围，必须等事务执行完，才能申请下一个

虽然这两种方法可以解决，但是无疑性能极低。  
于是，便让自增值不能回退，而避免造成主键冲突等问题。

## 总结 ##

**为什么自增主键不连续？**  
1、在MySQL 5.7及之前的版本，自增值保存在内存里，并没有持久化  
2、事务回滚（自增值不能回退，因为并发插入数据时，回退自增ID可能造成主键冲突）  
3、唯一键冲突（由于表的自增值已变，但是主键发生冲突没插进去，下一次插入主键=现在变了的子增值+1，所以不连续）

[679779062fa7432d9dc79403dba58bcd.png]: /images/20220828/77c94ee1750546258a70109e1942b62c.png