MySQL auto_increment实现

http://www.cnblogs.com/xpchild/p/3825309.html

运维的时候,经常遇到auto_increment的疑惑:

  1. 机器异常crash,重启后id回退的问题
  2. 性能考虑,每次获取肯定不会持久化,内存中取值,statement复制如何保证主备一致
  3. id的取值受binlog的保护吗

1. auto_increment相关的参数控制

1.1 innodb_autoinc_lock_mode

0: 每一个statement获取一个排他lock,直到statement结束,保证statement执行过程的id是连续的。
1: 单条确定insert影响的条数的时候,使用mutex。如果是insert select,load data这样的,使用排他lock。
2: 多条statement产生的id会穿插在一起,如果是statement复制,会产生不一致的情况。

1.2 
  auto_increment_increment
  auto_increment_offset
  控制自增的起始值和interval

 

2. auto_increment相关的数据结构

  1. 锁模式中LOCK_AUTO_INC,即auto_increment的表锁。

复制代码
/* Basic lock modes */
enum lock_mode {
    LOCK_IS = 0,    /* intention shared */
    LOCK_IX,    /* intention exclusive */
    LOCK_S,        /* shared */
    LOCK_X,        /* exclusive */
    LOCK_AUTO_INC,    /* locks the auto-inc counter of a table in an exclusive mode */
    LOCK_NONE,    /* this is used elsewhere to note consistent read */
    LOCK_NUM = LOCK_NONE/* number of lock modes */
};
复制代码

2. dict_table_t: innodb表定义

lock_t*        autoinc_lock;        表锁
mutex_t        autoinc_mutex;         mutex锁
ib_uint64_t    autoinc;            自增值
ulong        n_waiting_or_granted_auto_inc_locks;  等待自增表锁的队列数
const trx_t*        autoinc_trx;        hold自增表锁的事务

3. trx_t: 事务结构

    ulint        n_autoinc_rows;        statement插入的行数
    ib_vector_t*    autoinc_locks;  持有的自增lock

4. handler:table的innodb引擎句柄

  ulonglong next_insert_id;   下次插入的id
  ulonglong insert_id_for_cur_row; 当前插入的id
  Discrete_interval auto_inc_interval_for_cur_row; 缓存,一次申请一个区间,缓存在server层。减少对innodb的调用
  uint auto_inc_intervals_count;  向innodb申请id的interval。按照[1, 2, 4, 8, 16]递增。 最多1<<16 -1

   注意:handler里的这些变量,只在一个语句下有效,语句结束就清理掉了。

 

3. 测试case

create table pp( id int primary key auto_increment, name varchar(100));

  session1 : insert into pp(name) values('xx');
  session2 : insert into pp(name) values('xx'),('xx'),('xx'),('xx')
  session3 : insert into pp(name) select name from pp;

 

4. auto_increment的实现原理

  

 

4.2 锁的解释

根据锁持有的时间粒度,分为
  1. 内存级别:类似mutex,很快释放
  2. 语句级别:statement结束,释放
  3. 事务级别:transaction提交或者回滚才释放
  4. 会话级别:session级别,连接断开才释放

这里,session1和session2都是确定insert的条数,所以使用mutex分配固定的id。而session3未知,所以为了保证这一个statement的id是连续的,拿到一个lock,维持到statement结束才释放。

 

所以,为了提高并发量,锁持有的粒度越小越好。

4.3 缓存的解释

  针对一个statement,预分配id值,减少对innodb的请求,也相应减少持有锁。

 

5. 测试细节

5.1 第一次执行

  根据select max(id) from pp:获取autoinc的初始值
  这样也就解释了文章开头的第一个疑惑,为什么机器crash了,id会回退。

 

简单函数栈:

  ha_innobase::open
    innobase_initialize_autoinc


5.2 session 1

  1. 首先 持有mutex,获取autoinc
  2. 因为insert的条数是1条,计算新的autoinc并更新到dict_table_t中,然后释放mutex结束

  简单函数栈
  handler::update_auto_increment
    ha_innobase::get_auto_increment
      ha_innobase::innobase_lock_autoinc
        mutex_enter(&table->autoinc_mutex);
          dict_table_autoinc_update_if_greater

5.3 session 2

  1. 因为insert的条数是4条,所以前面的步骤都类似于session1,但计算完成新的autoinc为5,并更新dict_table_t.
  2. 因为cache了[3,4,5],所以后面的三条insert,都在本地缓存中获取,不再请求innodb。


5.4 session 3

  1. 因为不确定insert的条数,所以在语句的整个执行期间,持有lock。
  2. 语句结束时,statement commit的时候释放
  3. 第一次申请1个,第二次申请2个,第三次申请4个,共申请了3次。

  简单函数栈:
    handler::update_auto_increment
      ha_innobase::get_auto_increment
        row_lock_table_autoinc_for_mysql

    trans_commit_stmt
        row_unlock_table_autoinc_for_mysql

 

语句结束后, 清理语句级的环境
  ha_release_auto_increment

insert_id_for_cur_row= 0; 当前语句的insert id设置为0
auto_inc_interval_for_cur_row.replace(0, 0, 0); 预分配的清空
auto_inc_intervals_count= 0; 预分配的迭代数也清0
table->in_use->auto_inc_intervals_forced.empty(); 清理链表

 

6. 警告:

  1. 如果你的表是insert+delete的模式,你会发现重启了后,id被复用了,小心,被坑过的说。
  2. 如果表上有自增键,insert select,load file,会对insert产生阻塞。

 

7. 思考:


  1. 分布式的全局唯一递增(不保证连续) 怎么实现。  这是分布式系统都需要解决的问题!

posted @ 2016-07-19 00:41 zengkefu 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏