为什么mysql不推荐使用雪花ID作为主键

京东云开发者
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作者:毛辰飞

背景

在mysql中设计表的时候,mysql官方推荐不要使用uuid或者不连续不重复的雪花id(long形且唯一),而是推荐连续自增的主键id,官方的推荐是auto_increment,那么为什么不建议采用uuid,使用uuid究竟有什么坏处?今天我们就来分析这个问题,探讨一下内部的原因。

数据展示

user_auto_key,user_uuid,user_random_key,分别表示自动增长的主键,uuid作为主键,随机key作为主键,其它我们完全保持不变。根据控制变量法,我们只把每个表的主键使用不同的策略生成,而其他的字段完全一样,然后测试一下表的插入速度和查询速度:

注:这里的随机key其实是指用雪花算法算出来的前后不连续不重复无规律的id:一串18位长度的long值

为什么mysql不推荐使用雪花ID作为主键

为什么mysql不推荐使用雪花ID作为主键

可以看出在数据量100W左右的时候,uuid的插入效率垫底,并且在后续增加了130W的数据,uuid的时间又直线下降。

时间占用量总体可以打出的效率排名为:auto_key>random_key>uuid,uuid的效率最低,在数据量较大的情况下,效率直线下滑。

原因分析

对比一下mysql关于两者索引的使用情况.

自增的主键的值是顺序的,所以Innodb把每一条记录都存储在一条记录的后面。当达到页面的最大填充因子时候(innodb默认的最大填充因子是页大小的15/16,会留出1/16的空间留作以后的修改):

①下一条记录就会写入新的页中,一旦数据按照这种顺序的方式加载,主键页就会近乎于顺序的记录填满,提升了页面的最大填充率,不会有页的浪费

②新插入的行一定会在原有的最大数据行下一行,mysql定位和寻址很快,不会为计算新行的位置而做出额外的消耗

③减少了页分裂和碎片的产生

因为uuid相对顺序的自增id来说是毫无规律可言的,新行的值不一定要比之前的主键的值要大,所以innodb无法做到总是把新行插入到索引的最后,而是需要为新行寻找新的合适的位置从而来分配新的空间。这个过程需要做很多额外的操作,数据的毫无顺序会导致数据分布散乱,将会导致以下的问题:

①:写入的目标页很可能已经刷新到磁盘上并且从缓存上移除,或者还没有被加载到缓存中,innodb在插入之前不得不先找到并从磁盘读取目标页到内存中,这将导致大量的随机IO

②:因为写入是乱序的,innodb不得不频繁的做页分裂操作,以便为新的行分配空间,页分裂导致移动大量的数据,一次插入最少需要修改三个页以上

③:由于频繁的页分裂,页会变得稀疏并被不规则的填充,最终会导致数据会有碎片

在把随机值(uuid和雪花id)载入到聚簇索引(innodb默认的索引类型)以后,有时候会需要做一次OPTIMEIZE TABLE来重建表并优化页的填充,这将又需要一定的时间消耗。

自增ID的缺点:

那么使用自增的id就完全没有坏处了吗?并不是,自增id也会存在以下几点问题:

①. 别人一旦爬取你的数据库,就可以根据数据库的自增id获取到你的业务增长信息,很容易分析出你的经营情况

②. 对于高并发的负载,innodb在按主键进行插入的时候会造成明显的锁争用,主键的上界会成为争抢的热点,因为所有的插入都发生在这里,并发插入会导致间隙锁竞争

③. Auto_Increment锁机制会造成自增锁的抢夺,有一定的性能损失

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