分布式环境下数据库主键方案_MySQL

分布式环境下数据库主键方案

在应用mysql时,主键id通常作自动增长,这种效率怎么样?在没有主从架构,集群环境下,通常这种是最方便的,?

但在集群,主从架构环境中,不考虑这种实现,如何实现唯一id呢?

在只使用单数据库时，使用自增主键ID无疑是最适合的。

但在集群、主从架构上时就会有一些问题，比如：主键的全局唯一

这里介绍一下在集群环境下除了自增ID外的其它创建主键的方案

1、通过应用程序生成一个GUID，然后和数据一起插入切分后的集群。优点是维护简单，实现也容易。缺点是应用的计算成本较大，且GUID的长度比较长，占用数据库存储空间较大，涉及到应用的开发。

说明：主要优势是简单，缺点是浪费存储空间。

2、通过独立的应用程序事先在数据库中生成一系列唯一的 ID，各应用程序通过接口或者自己去读取再和数据一起插入到切分后的集群中。优点是全局唯一主键简单，维护相对容易。缺点是实现复杂，需要应用开发。

说明：ID表要频繁查和频繁更新，插入数据时，影响性能。

3、通过中心数据库服务器利用数据库自身的自增类型（如 MySQL的 auto_increment 字段），或者自增对象（如 Oracle 的 Sequence）等先生成一个唯一 ID 再和数据一起插入切分后的集群。优点是？好像没有特别明显的优点。缺点是实现较为复杂，且整体可用性维系在这个中心数据库服务器上，一旦这里crash 了，所有的集群都无法进行插入操作，涉及到应用开发。

说明：不推荐。

4、通过集群编号加集群内的自增（auto_increment类型）两个字段共同组成唯一主键。优点是实现简单，维护也比较简单，对应用透明。缺点是引用关联操作相对比较复杂，需要两个字段，主键占用空间较大，在使用 InnoDB 的时候这一点的副作用很明显。

说明：虽然是两个字段，但是这方式存储空间最小，仅仅多了一个smallint两个字节。

5、通过设置每个集群中自增 ID 起始点（auto_increment_offset），将各个集群的ID进行绝对的分段来实现全局唯一。当遇到某个集群数据增长过快后，通过命令调整下一个 ID 起始位置跳过可能存在的冲突。优点是实现简单，且比较容易根据 ID 大小直接判断出数据处在哪个集群，对应用透明。缺点是维护相对较复杂，需要高度关注各个集群 ID 增长状况。

说明：段满了，调整太麻烦。

6、通过设置每个集群中自增 ID 起始点（auto_increment_offset）以及 ID 自增步长（auto_increment_increment），让目前每个集群的起始点错开 1，步长选择大于将来基本不可能达到的切分集群数，达到将 ID 相对分段的效果来满足全局唯一的效果。优点是实现简单，后期维护简单，对应用透明。缺点是第一次设置相对较为复杂。

说明：避免重合需要多种方案结合

使用UUID作为主键带来的问题：

对于InnoDB这种聚集主键类型的引擎来说，数据会按照主键进行排序，由于UUID的无序性，InnoDB会产生巨大的IO压力，此时不适合使用UUID做物理主键，可以把它作为逻辑主键，物理主键依然使用自增ID。

首先，innodb会对主键进行物理排序，这对auto_increment_int是个好消息，因为后一次插入的主键位置总是在最后。但是对uuid来 说，这却是个坏消息，因为uuid是杂乱无章的，每次插入的主键位置是不确定的，可能在开头，也可能在中间，在进行主键物理排序的时候，势必会造成大量的 IO操作影响效率。

这个问题解决起来办法不多，比较常见的方式是主键仍然用auto_increment_int来做，而另加一个uuid做唯一索引，表外键关联什么的，还 用uuid来做，也就是说auto_increment_int只是一个形式上的主键，而uuid才是事实上的主键，这样，一方面int主键不会浪费太多 空间，另一方面，还可以继续使用uuid。

1、最简单的方法

4台数据库，第一台mysql主键从1开始每次加4，第二台从2开始每次加4，以此类推。。

2、搭建sequence server

2.1、选用N台mysql作为sequence server，防止单点故障。

2.2、每个server上的每张表都代表一个序列，每张表也只有一条记录（表级锁，选用myisam引擎）。

2.3、第一台server的序列从1开始每次加N，第二台从2开始每次加N。

2.4、获取时先从第一台server上获取nextVal并修改nextVal加N，如果第一台Server获取失败，则从第二台Server上获取。。

修改MySQL默认自动增长的步长

set global auto_increment_increment=1; — 设置序列的增长值show global variables; — 显示所有的global变量show global variables like ‘%test%’ — 查询包含test字符串的global变量