面试题：MySQL自增主键为什么不是连续的？

news2024/12/23 17:18:45

文章目录

前言
一、自增值存储说明
二、自增值修改机制
三、自增值修改时机
四、导致自增值不连续的原因
- 4.1 唯一键冲突
- 4.2 事务回滚
- 4.3 批量写库操作

前言

提出这个问题，是因为在工作中发现 mysql 中的 user 表的 id 默认是自增的，但是数据库存储的结果却不是连续的。

user 表结构：

CREATE TABLE `user` ( 
 `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '递增id', 
 `name` varchar(20),
 `create_time` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', 
 `update_time` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间', 
 PRIMARY KEY (`id`),UNIQUE KEY `idx_name` (`name`)) 
ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='user表'

user 表存储：

一、自增值存储说明

1.1.MyISAM 引擎的自增值保存在数据文件中。
1.2.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。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。
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。

二、自增值修改机制

在 MySQL 里面，如果字段 id 被定义为 AUTO_INCREMENT，在插入一行数据的时候，自增值的行为如下：

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。

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，某次要插入的值是 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，就需要把当前自增值修改为新的自增值。

新的自增值生成算法是：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。其中，auto_increment_offset 和 auto_increment_increment 是两个系统参数，分别用来表示自增的初始值和步长，默认值都是 1。

三、自增值修改时机

insert into user values(null, '张三');

当执行上述 SQL 时，执行器调用 InnoDB 引擎接口写入一行，传入的这一的值是 (0,“张三”)；
InnoDB 发现 SQL 没有指定自增 id 的值，获取 user 表当前的自增值 2；
将传入的行的值改成 (2,“张三”);
将表的自增值改成 3；
继续执行插入数据操作。

四、导致自增值不连续的原因

4.1 唯一键冲突

假设执行 SQL 的时候 user 表 id = 10，此时在内存中的自增 id 为11，此时发生唯一键冲突写库失败，则 user 表没有 id = 10 这条记录，之后 id 从11开始写入，因此 id 是不连续的。

4.2 事务回滚

假设同时需要对 user、staff 表进行写库操作，执行 SQL 的时候 user 表 id = 10，此时在内存中的自增 id 为11；staff 表 id = 20，此时内存中的自增 id 为21，一旦事务执行失败，事务回滚，写库失败，则 user 表没有 id = 10 这条记录，staff 表没有 id = 20 这条记录，user 表从11开始写入，staff 表从21开始写入，如此产生 id 不连续的现象。