一、前言

• 眾所周知，由于自增主鍵可以讓主鍵索引盡量地保持遞增順序插入，避免了頁分裂，大量的隨機 IO，自增主鍵不連續。這應該是大家已經熟知的知識點，但是也應該還有不少的朋友不知道為何自增主鍵不是嚴格遞增的？什么情況下自增主鍵會出現 “斷層”？
• 為了更加形象，這里創建一個表 xl_tb，其中 id 是自增主鍵字段，a 是唯一索引，然后插入一條數據，查看它的表結構：

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，表定義里面出現了一個AUTO_INCREMENT=4，表示下一次插入數據時，如果需要自動生成自增值，會生成 id=4。看到這里，可能有朋友會以為自增值存在表結構里呢？要是你這樣想，那就又錯啦。

二、自增主鍵為何不連續

① 自增主鍵存儲策略

• 其實，不同的存儲引擎，自增值保存策略不一樣的：
• • MyISAM 引擎的自增值保存在數據文件中；
• • InnoDB 引擎的自增值，其實是保存在了內存里，并且到了 MySQL 8.0 版本后，才有了“自增值持久化”的能力，也就是才實現了“如果發生重啟，表的自增值可以恢復為 MySQL 重啟前的值”，具體情況是：
• • • 在 MySQL 5.7 及之前的版本，自增值保存在內存里，并沒有持久化；每次重啟后，第一次打開表的時候，都會去找自增值的最大值 max(id)，然后將 max(id)+1 作為這個表當前的自增值；
• • • 舉例來說，如果一個表當前數據行里最大的 id 是 10，AUTO_INCREMENT=11，這時候，刪除 id=10 的行，AUTO_INCREMENT 還是11；但如果馬上重啟實例，重啟后這個表的 AUTO_INCREMENT 就會變成10，也就是說，MySQL 重啟可能會修改一個表的 AUTO_INCREMENT 的值。
• • 在 MySQL 8.0 版本，將自增值的變更記錄在了 redo log 中，重啟的時候依靠 redo log 恢復重啟之前的值。

② 自增值修改機制

• 如果插入數據時 id 字段指定為 0、null 或未指定值，那么就把這個表當前的 AUTO_INCREMENT值填到自增字段；
• 如果插入數據時，id 字段指定了具體的值，就直接使用語句里指定的值。

③ 自增值新增機制

• 如果準備插入的值>=當前自增值，新的自增值就是“準備插入的值+1”；
• 否則，自增值不變。

④ 自增值的修改時機

• 假設，表 xl_tb 里面已經有了 (1,1,1) 這條記錄，這時再執行一條插入數據命令：

insert into t values(null, 1, 1); (自增id,唯一鍵a,普通字段b)

• 這個語句的執行流程就是：
• • 執行器調用 InnoDB 引擎接口寫入一行，傳入的這一行的值是(0,1,1)；
• • InnoDB 發現用戶沒有指定自增 id 的值，獲取表 xl_tb 當前的自增值 4；
• • 將傳入的行的值改成(4,1,1)；
• • 將表的自增值改成 5；
• • 繼續執行插入數據操作，由于已經存在 a=1 的記錄，所以報 Duplicate key error，語句返回。
• 這個表的自增值改成 5，是在真正執行插入數據的操作之前，這個語句真正執行的時候，因為碰到唯一鍵 a 沖突，所以 id=2 這一行并沒有插入成功，但也沒有將自增值再改回去。
• 因此在這之后，再插入新的數據行時，拿到的自增 id 就是 5，也就是說，出現了自增主鍵不連續的情況。因此，唯一鍵沖突是導致自增主鍵 id 不連續的第一種原因。同樣地，事務回滾也會產生類似的現象，這就是第二種原因。
• 這時，你可能會想，為什么在出現唯一鍵沖突或者回滾的時候，MySQL 沒有把表 xl_tb 的自增值改回去呢？如果把表 xl_tb 的當前自增值從 5 改回 4，再插入新數據的時候，不就可以生成 id=2 的一行數據了嗎？那么，接下來繼續來看看，為何不讓自增主鍵后退吧？
• 首先，假設有兩個并行執行的事務 A、B，在申請自增值的時候，為了避免兩個事務申請到相同的自增 id，肯定要加鎖，然后順序申請：

事務申請id當前自增值操作假設現象允許自增值后退繼續申請id繼續申請id

A	2	3	插入	唯一鍵沖突，插入失效	變為2	2	3(主鍵沖突)
B	3	4	插入	成功插入	變為2	-	-

• 分析：
• • 首先，事務A申請到 id=2，此時當前自增值為3，由于加鎖順序申請，事務B申請到 id=3（當前自增值），此時，當前自增值變為 3+1=4；
• • 然后，事務 A、B 都插入，假設事務 B 先插入然后成功插入，然后事務 A 插入發生了唯一鍵沖突；
• • 如果假設允許自增值后退，自增值就變為 2 啦，假如事務 A 繼續插入，申請到 id=2，成功插入，申請到 id=3，插入，由于之前事務 B 已經插入 id=3 的數據，此時發生主鍵沖突。
• 那怎樣解決呢？
• • 每次申請 id 之前，先判斷表里面是否已經存在這個 id；
• • 擴大鎖范圍，必須等事務執行完，才能申請下一個；
• 雖然這兩種方法可以解決，但是無疑性能極低。于是，便讓自增值不能回退，而避免造成主鍵沖突等問題。

三、總結

• 在 MySQL 5.7 及之前的版本，自增值保存在內存里，并沒有持久化；
• 事務回滾（自增值不能回退，因為并發插入數據時，回退自增 id 可能造成主鍵沖突）；
• 唯一鍵沖突（由于表的自增值已變，但是主鍵發生沖突沒插進去，下一次插入主鍵=現在變了的子增值 +1，所以不連續）。
• 這就是為什么自增主鍵不連續的原因所在。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL之深入解析自增主键为何不连续的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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