MySQL 那些常见的错误设计规范

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但是过于方便的分享也让知识变得五花八门,很容易让人接收到错误的信息。这些错误最多的都是因为技术发展迅速,而且没有空闲时间去及时更新已经发布的内容所导致。为了避免给后面学习的人造成误解,我们今天来看一看 MySQL 设计规范中几个常见的错误例子。

主键的设计

错误的设计规范主键建议使用自增 ID 值,不要使用 UUID,MD5,HASH,字符串作为主键

这个设计规范在很多文章中都能看到,自增主键的优点有占用空间小,有序,使用起来简单等优点。

下面先来看看自增主键的缺点:

自增值由于在服务器端产生,需要有一把自增的 AI 锁保护,若这时有大量的插入请求,就可能存在自增引起的性能瓶颈,所以存在并发性能问题;

自增值做主键,只能在当前实例中保证唯一,不能保证全局唯一,这就导致无法在分布式架构中使用;

公开数据值,容易引发安全问题,如果我们的商品 ID 是自增主键的话,用户可以通过修改 ID 值来获取商品,严重的情况下可以知道我们数据库中一共存了多少商品。

MGR(MySQL Group Replication) 可能引起的性能问题;

因为自增值是在 MySQL 服务端产生的值,需要有一把自增的 AI 锁保护,若这时有大量的插入请求,就可能存在自增引起的性能瓶颈。比如在 MySQL 数据库中,参数 innodb_autoinc_lock_mode 用于控制自增锁持有的时间。虽然,我们可以调整参数 innodb_autoinc_lock_mode 获得自增的最大性能,但是由于其还存在其它问题。因此,在并发场景中,更推荐 UUID 做主键或业务自定义生成主键。

我们可以直接在 MySQ L使用 UUID() 函数来获取 UUID 的值。

MySQL> select UUID(); +--------------------------------------+ | UUID() | +--------------------------------------+ | 23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002 | +--------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

需要特别注意的是,在存储时间时,UUID 是根据时间位逆序存储, 也就是低时间低位存放在最前面,高时间位在最后,即 UUID 的前 4 个字节会随着时间的变化而不断“随机”变化,并非单调递增。而非随机值在插入时会产生离散 IO,从而产生性能瓶颈。这也是 UUID 对比自增值最大的弊端。

为了解决这个问题,MySQL 8.0 推出了函数 UUID_TO_BIN,它可以把 UUID 字符串:

通过参数将时间高位放在最前,解决了 UUID 插入时乱序问题;

去掉了无用的字符串"-",精简存储空间;

将字符串其转换为二进制值存储,空间最终从之前的 36 个字节缩短为了 16 字节。

下面我们将之前的 UUID 字符串 23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002 通过函数 UUID_TO_BIN 进行转换,得到二进制值如下所示:

MySQL> SELECT UUID_TO_BIN('23ebaa88-ce89-11eb-b431-0242ac110002',TRUE) as UUID_BIN; +------------------------------------+ | UUID_BIN | +------------------------------------+ | 0x11EBCE8923EBAA88B4310242AC110002 | +------------------------------------+ 1 row in set (0.01 sec)

除此之外,MySQL 8.0 也提供了函数 BIN_TO_UUID,支持将二进制值反转为 UUID 字符串。

虽然 MySQL 8.0 版本之前没有函数 UUID_TO_BIN/BIN_TO_UUID,还是可以通过自定义函数的方式解决。应用层的话可以根据自己的编程语言编写相应的函数。

当然,很多同学也担心 UUID 的性能和存储占用的空间问题,这里我也做了相关的插入性能测试,结果如下表所示:

MySQL 那些常见的错误设计规范

可以看到,MySQL 8.0 提供的排序 UUID 性能最好,甚至比自增 ID 还要好。此外,由于 UUID_TO_BIN 转换为的结果是16 字节,仅比自增 ID 增加 8 个字节,最后存储占用的空间也仅比自增大了 3G。

而且由于 UUID 能保证全局唯一,因此使用 UUID 的收益远远大于自增 ID。可能你已经习惯了用自增做主键,但是在并发场景下,更推荐 UUID 这样的全局唯一值做主键。

当然了,UUID虽好,但是在分布式场景下,主键还需要加入一些额外的信息,这样才能保证后续二级索引的查询效率,推荐根据业务自定义生成主键。但是在并发量和数据量没那么大的情况下,还是推荐使用自增 UUID 的。大家更不要以为 UUID 不能当主键了。

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