Key TakeAways

InnoDB 引擎中 有三種 AutoIncrement 鎖模式：

innodb_autoinc_lock_mode=0(traditional lock mode)：獲取表鎖，語句執(zhí)行結束后釋放

innodb_autoinc_lock_mode=1(consecutive lock mode，MySQL 8.0 之前默認 )：對于不確定插入數量的語句(例如INSERT ... SELECT, REPLACE ... SELECT和LOAD DATA)和 innodb_autoinc_lock_mode=0 一樣，其他的確定數量的語句在執(zhí)行前先批量獲取 id，之后再執(zhí)行語句。

innodb_autoinc_lock_mode=2(interleaved lock mode，MySQL 8.0+ 默認 )：采用樂觀鎖， CAS 更新計數器獲取。

AutoIncrement 計數器在 MySQL 8.0 之前，存儲在內存中，在 MySQL 8.0 之后，持久化存儲到磁盤。通過每次更新寫入 Redo Log，并在檢查點刷入 innodb 引擎表中記錄下來。

AutoIncrement 的 id 可以讓新數據聚集在一起，利于大部分 OLTP 業(yè)務(訪問頻率在最近一天，一周，或者幾個月內比較活躍，而超過一段時間內的數據很少訪問)。如果是這類業(yè)務推薦使用自增主鍵，將業(yè)務主鍵(UUID)作為二級的唯一索引使用。

如果考慮分布式性能以及避免 AutoIncrement 帶來的鎖性能問題，可以考慮使用 ID 生成器生成：全局趨勢增長的主鍵

為何主鍵要 Auto Increment 而不是 UUID

MySQL InnoDB 引擎默認主鍵索引是 B+ 樹索引，也是聚集索引，為何叫聚集索引呢？

以 InnoDB 作為存儲引擎的表，表中的數據都會有一個主鍵，即使你不創(chuàng)建主鍵，系統(tǒng)也會幫你創(chuàng)建一個隱式的主鍵。這是因為 InnoDB 是把數據存放在 B+ 樹中的，而 B+ 樹的鍵值就是主鍵，在 B+ 樹的葉子節(jié)點中，存儲了表中所有的數據。這種以主鍵作為 B+ 樹索引的鍵值而構建的 B+ 樹索引，我們稱之為聚集索引。

存儲中，聚集索引的數據，會根據索引的值，對應的數據也會聚集存儲在一起：

MySQL 讀取磁盤上的數據是一頁一頁讀取的，如果某條我們要處理的數據在某一頁中，但是這一頁其他數據我們都不關心，這樣的請求多了，性能會急劇下降，類似于 CPU 的 false sharing：

按照 B+ 樹的原理，AutoIncrement 的 ID 能保證最新的數據在一頁中被讀取，而且減少了 B+ 樹分裂翻轉。 UUID 由于無序，插入時，B+ 樹會不斷翻轉，并且最新的數據可能不在同一頁。很可能會出現，最新一條數據，和好幾年前的數據在同一頁。

在大部分 OLTP 類業(yè)務中，例如購物和支付交易的訂單，節(jié)日促銷的抽獎活動這類業(yè)務都有這樣的使用場景，訪問頻率在最近一天，一周，或者幾個月內比較活躍，而超過一段時間內的數據很少訪問。如果是這類業(yè)務推薦使用自增主鍵，將業(yè)務主鍵(UUID)作為二級的唯一索引使用。 如果考慮分布式性能以及避免 AutoIncrement 帶來的鎖性能問題，可以考慮使用 ID 生成器生成全局趨勢增長的主鍵，例如 Twitter 的 Snowflake 算法生成的前面是時間戳的主鍵id，或者是 類似于這種 "時間+業(yè)務+自增"(例如 20210105105811233ORD0000001) 字符串，作為主鍵id，這樣其實也能近似保證熱數據聚集存儲在一起，也就是 MySQL 一頁一頁讀取能命中更多要讀取處理的數據

AutoIncrement 原理

我們這里只關心 InnoDB 引擎的。

AutoIncrement 最大值

AutoIncrement 最大值，和列類型相關。最大可以設置列類型為 UNSIGNED BIGINT，這樣最大值就是 18446744073709551615。 超過這個值繼續(xù)生成則還是 18446744073709551615。不會再增加。

AutoIncrement 鎖模式

獲取 AutoIncrement 最新值，需要涉及到鎖。目前有三種鎖模式，對應 innodb_autoinc_lock_mode 的值， 0 ，1，2. MySQL 8.0 之后，默認為 2， 在這之前，默認為 1

innodb_autoinc_lock_mode=0(traditional lock mode) 傳統(tǒng)的auto_increment機制，這種模式下所有針對auto_increment列的插入操作都會加表級別的AUTO-INC鎖，在語句執(zhí)行結束則會釋放，分配的值也是一個個分配，是連續(xù)的，正常情況下也不會有間隙(當然如果事務rollback了這個auto_increment值就會浪費掉，從而造成間隙)。

innodb_autoinc_lock_mode=1(consecutive lock mode) 這種情況下，針對未知數量批量插入(例如INSERT ... SELECT, REPLACE ... SELECT和LOAD DATA)才會采用AUTO-INC鎖這種方式，而針對已知數量的普通插入，則采用了一種新的輕量級的互斥鎖來分配auto_increment列的值。這種鎖，只會持續(xù)到獲取一定數量的 id，不會等待語句執(zhí)行結束在釋放。也就是拿輕量級鎖提前分配好所需數量的 id 之后釋放鎖，再執(zhí)行語句。當然，如果其他事務已經持有了AUTO-INC鎖，則simple inserts需要等待。當然，這種情況下，可能產生的間隙更多。

innodb_autoinc_lock_mode=2(interleaved lock mode) 這種模式下任何類型的inserts都不會采用AUTO-INC鎖，性能最好，但是在同一條語句內部產生auto_increment值間隙。其實這個就是所有語句對于同一個值進行 Compare-And-Set 更新，類似于樂觀鎖。這個鎖模式對statement-based replication的主從同步都有一定問題。因為同步傳輸的是語句，而不是行值，語句執(zhí)行后的差異導致主從可能主鍵不一致。

AutoIncrement 存儲

AutoIncrement 計數器在 MySQL 8.0 之前，存儲在內存中，每次啟動時通過以下語句初始化：

SELECT MAX(ai_col) FROM table_name FOR UPDATE;

在 MySQL 8.0 之后，持久化存儲到磁盤。通過每次更新寫入 Redo Log，并在檢查點刷入 innodb 引擎表中記錄下來。

所以，在MySQL 8.0 之前，如果 rollback 導致某些值沒有使用，重啟后，這些值還是會使用。但是在 MySQL 8.0 之后就不會了。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的mysql如何实现逻辑自增_每日一面 - mysql 的自增 id 的实现逻辑是什么样子的？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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