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专栏/.../

关于auto_random的几个知识点

 啦啦啦啦啦  发表于  2022-04-10

【是否原创】是

【首发渠道】TiDB 社区

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【正文】

一.自动分配值的计算方式

测试:创建一个测试表,插入5行数据。

mysql> CREATE TABLE t (a BIGINT(20) auto_random PRIMARY KEY CLUSTERED, b VARCHAR(255));
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.32 sec)

mysql> insert into t(b) values('a');
Query OK, 1 row affected (0.12 sec)
mysql> insert into t(b) values('b');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into t(b) values('c');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into t(b) values('d');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into t(b) values('e');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select * from t;
+---------------------+------+
| a                   | b    |
+---------------------+------+
|  576460752303423492 | d    |
| 2017612633061982209 | a    |
| 2017612633061982211 | c    |
| 3458764513820540933 | e    |
| 7493989779944505346 | b    |
+---------------------+------+

5 rows in set (0.00 sec)

key value 二进制
a 2017612633061982209 1110000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
b 7493989779944505346 110100000000000000000000000000000000000000000000000000000000010
c 2017612633061982211 1110000000000000000000000000000000000000000000000000000000011
d 576460752303423492 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
e 3458764513820540933 11000000000000000000000000000000000000000000000000000000000101

根据官方文档该行值在二进制形式下,除去符号位的最高五位(称为 shard bits)由当前事务的开始时间决定,剩下的位数按照自增的顺序分配。从上表可以直观地看到二进制末尾由001-->010-->011-->100-->101依次递增1。转换成10进制之后就既不保证自增也不保证连续,只保证唯一,以此来解决自增主键带来的写入热点 。

二.关于auto_random的几个常见误区

以下是从官方文档copy的关于auto_randomde1使用限制:

目前在 TiDB 中使用 AUTO_RANDOM 有以下限制:

  • 该属性必须指定在整数类型的主键列上,否则会报错。此外,当主键属性为 NONCLUSTERED 时,即使是整型主键列,也不支持使用 AUTO_RANDOM。要了解关于 CLUSTERED 主键的详细信息,请参考聚簇索引
  • 不支持使用 ALTER TABLE 来修改 AUTO_RANDOM 属性,包括添加或移除该属性。
  • 不支持修改含有 AUTO_RANDOM 属性的主键列的列类型。
  • 不支持与 AUTO_INCREMENT 同时指定在同一列上。
  • 不支持与列的默认值 DEFAULT 同时指定在同一列上。
  • 插入数据时,不建议自行显式指定含有 AUTO_RANDOM 列的值。不恰当地显式赋值,可能会导致该表提前耗尽用于自动分配的数值。

以下问题由asktug论坛帖子整理而来

1.官方文档说描述到插入数据时,不建议自行显式指定含有 AUTO_RANDOM 列的值。不恰当地显式赋值,可能会导致该表提前耗尽用于自动分配的数值。那么哪些情况是恰当的赋值呢?

首先,显式插入需要将系统参数allow_auto_random_explicit_insert打开。我们显式地插入一条包含auto_random字段的数据,给定一个很大的值例如11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110,转换为10进制为4611686018427387902。因为二进制末尾自增,猜测最多只能插入一次自动分配的值就将耗尽,实际测试看下。

mysql> set @@allow_auto_random_explicit_insert = true;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into t values(4611686018427387902,'f');
Query OK, 1 row affected (0.04 sec)
mysql> insert into t(b) values('g');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into t(b) values('h');
ERROR 8059 (HY000): Failed to read auto-random value from storage engine

因此,我们手动插入一条由上一条auto_random转化为2进制末尾递增不多的值,可以不用担心耗尽的问题(生产环节强烈不建议这么做)。当然真实环境除了逻辑导入导出我也想不到需要去显式插入的场景。

2.AUTO_RANDOM 能限制生成的id长度吗

无法限制。为了为保证可隐式分配的次数最大,从 v4.0.3 开始,AUTO_RANDOM 列类型只能为 BIGINT。如果是程序兼容性问题建议用高兼容性schema,使用非聚簇表,用shard_row_id_bits和pre_split_regions来缓解写入热点问题。

3.AUTO_RANDOM 一定不是连续的吗

不一定,auto_random的值是由时间+递增值组成,当insert 多个value时 会是一段连续递增的值,实际测试看下。

mysql> truncate table t;
Query OK, 0 rows affected (0.30 sec)
mysql> insert into t(b) values('a'),('b'),('c'),('d'),('e');
Query OK, 5 rows affected (0.09 sec)
Records: 5  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> select * from t;
+---------------------+------+
| a                   | b    |
+---------------------+------+
| 3458764513820540929 | a    |
| 3458764513820540930 | b    |
| 3458764513820540931 | c    |
| 3458764513820540932 | d    |
| 3458764513820540933 | e    |
+---------------------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

4.AUTO_INCRMENT可以改为AUTO_RANDOM 吗

不支持使用 ALTER TABLE 来修改 AUTO_RANDOM 属性,但是在开启参数tidb_allow_remove_auto_inc时可以由AUTO_INCRMENT改为AUTO_RANDOM,前提是表为聚簇表,非聚簇表无法修改。实际测试看下。

mysql> CREATE TABLE t3 (a BIGINT(20) auto_random PRIMARY KEY CLUSTERED, b VARCHAR(255));
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.25 sec)
mysql> alter table t10 modify a BIGINT(20) auto_increment;
ERROR 8200 (HY000): Unsupported modify column: can't set auto_increment


mysql> CREATE TABLE t4 (a BIGINT(20) auto_increment PRIMARY KEY CLUSTERED, b VARCHAR(255));
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)
mysql> alter table t4 modify a BIGINT(20) auto_random;
ERROR 1231 (42000): Variable 'tidb_allow_remove_auto_inc' can't be set to the value of 'enabled'
mysql> set @@tidb_allow_remove_auto_inc=1;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> alter table t4 modify a BIGINT(20) auto_random;
Query OK, 0 rows affected (0.20 sec)



mysql> CREATE TABLE t5 (a BIGINT(20) auto_increment PRIMARY KEY NONCLUSTERED, b VARCHAR(255));
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)
mysql> alter table t5 modify a BIGINT(20) auto_random;
ERROR 8216 (HY000): Invalid auto random: auto_random can only be converted from auto_increment clustered primary key

5.AUTO_RANDOM 一定能解决写入热点问题吗

不一定,AUTO_RANDOM 方式解决不了二级索引热点的问题。

以上,如果有不严谨或者纰漏的地方请见谅。

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