数据库层面解决高并发时获取最大主键重复问题

冷不防 2023-09-29 12:46 8阅读 0赞

### 一、问题 ###

在高并发下，因没有加锁处理，没有将获取最大主键值+1，然后将新数据插入到数据库这一流程加锁。导致两个用户的数据获取相同主键，并插入到数据库。此时其中一条数据将发生主键重复异常。

### 二、解决方案 ###

当然，我们可以通过加锁将这两步合并起来处理。  
**但本文将探讨另一种可能性。**  
**有一种方法可以使从数据库获取的主键永不重复**  
**答案呼之欲出：使用数据库序列！**

### 三、数据库序列（SEQUENCE） ###

##### 什么是序列 #####

序列是一种特殊的单行表，顾名思义，他只有一行，用来存储和维护一个序列值。  
序列是基于bigint算法的，因此范围是不能超过一个八字节 整数的范围（-9223372036854775808 到 9223372036854775807）。  
序列名称必须与同一模式中任何其他序列、表、索引、 视图或者外部表的名称不同。  
在创建一个序列后，我们可以使用**序列操作函数**来获取一个最新的序列值，且获取后这个值会被增加一点。

例：  
`CREATE SEQUENCE user_id START 1;`  
这表示创建了一个名叫`user_id`的序列，获取这个序列值时，将从`1`开始。  
`SELECT nextval(user_id);`  
这表示获取`user_id`的序列值，第一次返回`1`，同时会将当前的`user_id`增加一个指定的数量，默认增加1点。  
**且这个序列是非事务的。** 也就是说，执行该操作将无法回滚。`user_id`的序列值在使用后将永久增加`1`点。

显然，使用该方法获取主键时，无论多高的并发量，都可以完全避免主键重复。而且这无需修改你当前的代码，没有增加任何一行代码。就能解决主键重复的问题。  
不过，这只适用于单一数据库场景，分库场景下，由于多数据库，该序列只在一个库中唯一。  
**后续会给出多数据库下，保证序列值唯一的解决方案。**

##### 1. 序列的创建 #####

###### 1）创建序列 ######

`CREATE SEQUENCE sequence_name`  
使用`CREATE SEQUENCE`来创建序列。  
例:`CREATE SEQUENCE user_id`

###### 2）设置初始值 ######

`CREATE SEQUENCE sequence_name START number`  
使用`START bumber`来设置一个初始值。  
例：`CREATE SEQUENCE user_id START 101`

###### 3）设置增量 ######

`CREATE SEQUENCE sequence_name START number INCREMENT BY increment`  
使用`INCREMENT BY increment`来设置一个增量，如果这个值为负，则序列值会减少。  
例：`CREATE SEQUENCE user_id START 101 INCREMENT BY 2`

更多用法：[PostgreSQL 使用手册][PostgreSQL]

##### 2.操作序列 #####

###### 1）nextval(regclass)函数 ######

使用nextval函数可以返回下一个最新的序列值，并使序列递增。  
例：`SELECT nextval(user_id)`

###### 2）currval(regclass)函数 ######

使用currval函数可以返回**当前会话**中，最近一次用nextval获取的指定序列的值。  
例：`SELECT currval(user_id)`

###### 3）lastval()函数 ######

使用lastval函数可以返回**当前会话**中，最近一次用nextval获取的任何序列的值  
例：`SELECT lastval()`

###### 4）setval(regclass,bigint)函数 ######

使用setval函数可以设置序列的当前值。  
**setval函数也是非事务的，无法回滚。**  
**该函数需要序列上的UPDATE权限。**  
例：`setval(user_id, 100)`

###### 5）setval(regclass,bigint,boolean)函数 ######

使用setval函数可以设置序列的当前值，用第三个参数来表示该值是否被返回过，如果为true，下次使用nextval将递增后返回新值，如果为false，下次使用nextval时，将返回该值。  
例：`setval(user_id, 100,true)`

##### 3.更新序列 #####

`ALTER SEQUENCE sequence_name`  
使用`ALTER SEQUENCE`来更新一个序列。

###### 1）更新序列名 ######

`ALTER SEQUENCE name RENAME TO new_name`  
例：`ALTER SEQUENCE user_id RENAME TO new_user_id`  
将序列名从`user_id`变成`new_user_id`。

###### 2）更新默认值 ######

`ALTER SEQUENCE name START number`  
例：`ALTER SEQUENCE user_id START 101`  
重新使序列`user_id`从101开始获取新值。  
更多用法：[PostgreSQL 使用手册][PostgreSQL]

##### 4.删除序列 #####

`DROP SEQUENCE sequence_name`  
使用`DROP SEQUENCE`来删除一个序列。

### 四、数据库分库下序列不唯一的解决方案 ###

由于序列值只能在单一数据库中保证唯一不重复，但多数据库下无法保证重复，因此正常情况下只能使用在单一数据库中。  
**而多数据情况下，我们可以设置增量来保证序列唯一**  
比如将增量设置为2，第一个数据库从1开始，第二个数据库从2开始。  
这样第一个数据库获取的序列值始终为单数(1,3,5,7,9)。  
第二个数据库序列值始终为双数(2,4,6,8,10)。  
如此可解决多数据库序列不唯一的问题。

**对你有帮助吗？点个赞吧~**

[PostgreSQL]: http://www.postgres.cn/docs/10/sql-createsequence.html