MySQL中的主键和rowid,看似简单，其实有一些使用陷阱需要注意

大家在MySQL中我们可能听到过rowid的概念，但是却很难去测试实践，不可避免会有一些疑惑，比如：

1）如何感受到rowid的存在

2）rowid和主键有什么关联关系

3）在主键的使用中存在哪些隐患

4）如何来理解rowid的潜在瓶颈并调试验证

今天要和大家一起讨论这几个问题，测试的环境基于MySQL 5.7.19版本。

问题1：如何感受到rowid的存在

我们不妨通过一个案例来进行说明。

记得有一天统计备份数据的时候，写了一条SQL，当看到执行结果时才发现SQL语句没有写完整，在完成统计工作之后，我准备分析下这条SQL语句。

 

mysql> select backup_date ,count(*) piece_no from redis_backup_result;  
+-------------+----------+  
| backup_date | piece_no |  
+-------------+----------+  
| 2018-08-14 | 40906 |  
+-------------+----------+  
1 row in set (0.03 sec) 

 

根据业务特点，一天之内肯定没有这么多的记录，明显不对，到底是哪里出了问题呢。

自己仔细看了下SQL，发现是没有加group by，我们随机查出10条数据。

 

mysql> select backup_date from redis_backup_result limit 10;  
+-------------+  
| backup_date |  
+-------------+  
| 2018-08-14 |  
| 2018-08-14 |  
| 2018-08-14 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
| 2018-08-15 |  
+-------------+  
10 rows in set (0.00 sec) 

 

在早期的版本中数据库参数sql_mode默认为空，不会校验这个部分，从语法角度来说，是允许的；但是到了高版本，比如5.7版本之后是不支持的，所以解决方案很简单，在添加group by之后，结果就符合预期了。

 

mysql> select backup_date ,count(*) piece_no from redis_backup_result group by backup_date;  
+-------------+----------+  
| backup_date | piece_no |  
+-------------+----------+  
| 2018-08-14 | 3 |  
| 2018-08-15 | 121 |  
| 2018-08-16 | 184 |  
| 2018-08-17 | 3284 |  
| 2018-08-18 | 7272 |  
| 2018-08-19 | 7272 |  
| 2018-08-20 | 7272 |  
| 2018-08-21 | 7272 |  
| 2018-08-22 | 8226 |  
+-------------+----------+  
9 rows in set (0.06 sec) 

 

但是比较好奇这个解析的逻辑，看起来是SQL解析了第一行，然后输出了count(*)的操作，显然这是从执行计划中无法得到的信息。

我们换个思路，可以看到这个表有4万多条的记录。

 

mysql> select count(*)from redis_backup_result;  
+----------+  
| count(*) |  
+----------+  
| 40944 |  
+----------+  
1 row in set (0.01 sec) 

为了验证，我们可以使用_rowid的方式来做初步的验证。

InnoDB表中在没有默认主键的情况下会生成一个6字节空间的自动增长主键，可以用select _rowid from table来查询，如下：

 

mysql> select _rowid from redis_backup_result limit 5;  
+--------+  
| _rowid |  
+--------+  
| 117 |  
| 118 |  
| 119 |  
| 120 |  
| 121 |  
+--------+  
5 rows in set (0.00 sec) 

 

再可以实现一个初步的思路。

 

mysql> select _rowid,count(*)from redis_backup_result;  
+--------+----------+  
| _rowid | count(*) |  
+--------+----------+  
| 117 | 41036 |  
+--------+----------+  
1 row in set (0.03 sec) 

 

然后继续升华一些，借助rownum来实现，当然在MySQL中原生不支持这个特性，需要间接实现。

 

mysql> SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,r._rowid from redis_backup_resultr ,(select @rowno:=0) t limit 20;  
+-------+--------+  
| rowno | _rowid |  
+-------+--------+  
| 1 | 117 |  
| 2 | 118 |  
| 3 | 119 |  
| 4 | 120 |  
| 5 | 121 |  
| 6 | 122 |  
| 7 | 123 |  
| 8 | 124 |  
| 9 | 125 |  
| 10 | 126 |  
| 11 | 127 |  
| 12 | 128 |  
| 13 | 129 |  
| 14 | 130 |  
| 15 | 131 |  
| 16 | 132 |  
| 17 | 133 |  
| 18 | 134 |  
| 19 | 135 |  
| 20 | 136 |  
+-------+--------+  
20 rows in set (0.00 sec) 

 

写一个完整的语句，如下：

 

mysql> SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,r._rowid ,backup_date,count(*)  
from redis_backup_result r ,(select @rowno:=0) t ;  
+-------+--------+-------------+----------+  
| rowno | _rowid | backup_date | count(*) |  
+-------+--------+-------------+----------+  
| 1 | 117 | 2018-08-14 | 41061 |  
+-------+--------+-------------+----------+  
1 row in set (0.02 sec) 

 

通过这个案例，可以很明显发现是第1行的记录，然后做了count(*)的操作。

当然我们的目标是要掌握rowid和主键的一些关联关系，所以我们也复盘一下主键使用中的隐患问题。

问题2：rowid和主键有什么关联关系

在学习MySQL开发规范之索引规范的时候，强调过一个要点：每张表都建议有主键。我们在这里来简单分析一下为什么？

除了规范，从存储方式上来说，在InnoDB存储引擎中，表都是按照主键的顺序进行存放的，我们叫做聚簇索引表或者索引组织表（IOT），表中主键的参考依据如下：

（1）显式的创建主键Primary key。

（2）判断表中是否有非空唯一索引，如果有，则为主键。

（3）如果都不符合上述条件，则会生成UUID的一个隐式主键（6字节大）。

从以上可以看到，MySQL对于主键有一套维护机制，而一些常见的索引也会产生相应的影响，比如唯一性索引、非唯一性索引、覆盖索引等都是辅助索引（secondary index，也叫二级索引），从存储的角度来说，二级索引列中默认包含主键列，如果主键太长，也会使得二级索引很占空间。

问题3：在主键的使用中存在哪些隐患

这就引出行业里非常普遍的主键性能问题，这不是一个单一的问题，需要MySQL方向持续改造的，将技术价值和业务价值结合起来。我看到很多业务中设置了自增列，但是大多数情况下，这种自增列却没有实际的业务含义，尽管是主键列保证了ID的唯一性，但是业务开发无法直接根据主键自增列来进行查询，于是他们需要寻找新的业务属性，添加一系列的唯一性索引，非唯一性索引等等，这样一来我们坚持的规范和业务使用的方式就存在了偏差。

从另外一个维度来说，我们对于主键的理解是有偏差的，我们不能单一的认为主键就一定是从1开始的整数类型，我们需要结合业务场景来看待，比如我们的身份证其实就是一个不错的例子，把证号分成了几个区段，偏于检索和维护；或者是外出就餐时得到的流水单号，它都有一定的业务属性在里面，对于我们去理解业务的使用是一种不错的借鉴。

问题4：如何来理解rowid的潜在瓶颈并进行调试验证

我们知道rowid只有6个字节，因此最大值是2^48,所以一旦 row_id超过这个值还是会递增，这种情况下是否存在隐患。

光说不练假把式，我们可以做一个测试来说明。

1）我们创建一张表test_inc，不包含任何索引。

create table test_inc(id int) engine=innodb;

2）通过ps -ef|grep mysql得到对应的进程号，使用gdb来开始做下调试配置，切记！此处应该是自己的测试环境。

 

[root@dev01 mysql]# gdb -p 3132 -ex 'p dict_sys->row_id=1' -batch  
[New LWP 3192]  
[New LWP 3160]  
[New LWP 3159]  
[New LWP 3158]  
[New LWP 3157]  
[New LWP 3156]  
[New LWP 3155]  
[New LWP 3154]  
[New LWP 3153]  
[New LWP 3152]  
[New LWP 3151]  
[New LWP 3150]  
[New LWP 3149]  
[New LWP 3148]  
[New LWP 3147]  
[New LWP 3144]  
[New LWP 3143]  
[New LWP 3142]  
[New LWP 3141]  
[New LWP 3140]  
[New LWP 3139]  
[New LWP 3138]  
[New LWP 3137]  
[New LWP 3136]  
[New LWP 3135]  
[New LWP 3134]  
[New LWP 3133]  
[Thread debugging using libthread_db enabled]  
0x00000031ed8df283 in poll from /lib64/libc.so.6  
$1 = 1 

 

3）我们做下基本检验，得到建表语句，保证测试是预期的样子。

 

mysql> show create table test_inc\G  
*************************** 1. row ***************************  
Table: test_inc  
Create Table: CREATE TABLE `test_inc` (  
`id` int(11) DEFAULT  
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8  
1 row in set (0.00 sec) 

 

4）插入一些数据，使得rowid持续自增。

 

mysql> insert into test_inc values(1),(2),(3);  
Query OK, 3 rows affected (0.08 sec)  
Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0 

 

5）我们对rowid进行重置，调整为2^48

 

mysql> select power(2,48);  
+-----------------+  
| power(2,48) |  
+-----------------+  
| 281474976710656 |  
+-----------------+  
1 row in set (0.00 sec)  
[root@dev01 mysql]# gdb -p 3132 -ex 'p dict_sys->row_id=281474976710656' -batch  
...  
...
[Thread debugging using libthread_db enabled]  
0x00000031ed8df283 in poll from /lib64/libc.so.6  
$1 = 281474976710656 

 

6）继续写入一些数据，比如我们写入4,5,6三行数据

 

mysql> insert into test_inc values(4),(5),(6);  
Query OK, 3 rows affected (0.07 sec)  
Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0 

 

7）查看数据结果，发现1,2两行已经被覆盖了。

 

mysql> select *from test_inc;  
+------+ 
| id |  
+------+  
| 4 |  
| 5 |  
| 6 |  
| 3 |  
+------+  
4 rows in set (0.00 sec) 

 

由此，我们可以看到rowid自增后，还是存在使用瓶颈，当然这个概率是很低的，需要自增列的值到281万亿，这是一个相当庞大的数值了，从功能上来说，应该抛出写入重复值的错误更为合理。

而有了主键之后，上面这个瓶颈似乎就不存在了。