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MySQL 使用自增ID主键和UUID 作为主键的优劣比较详细过程（从百万到千万表记录测试）

2017-10-24 13:48 836 查看
测试缘由

一个开发同事做了一个框架，里面主键是uuid，我跟他建议说mysql不要用uuid用自增主键，自增主键效率高，他说不一定高，我说innodb的索引特性导致了自增id做主键是效率最好的，为了拿实际的案例来说服他，所以准备做一个详细的测试。

作为互联网公司，一定有用户表，而且用户表UC_USER基本会有百万记录，所以在这个表基础上准测试数据来进行测试。

测试过程是目前我想到的多方位的常用的几种类型的sql进行测试，当然可能不太完善，欢迎大家留言提出更加完善的测试方案或者测试sql语句。

1、准备表以及数据

UC_USER，自增ID为主键，表结构类似如下：

CREATE TABLE `UC_USER` (
`ID` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`USER_NAME` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
`USER_PWD` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '密码',
`BIRTHDAY` datetime DEFAULT NULL COMMENT '生日',
`NAME` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
`USER_ICON` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '头像图片',
`SEX` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '性别, 1:男，2:女，3：保密',
`NICKNAME` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '昵称',
`STAT` varchar(10) DEFAULT NULL COMMENT '用户状态，01:正常，02:冻结',
`USER_MALL` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '当前所属MALL',
`LAST_LOGIN_DATE` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后登录时间',
`LAST_LOGIN_IP` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '最后登录IP',
`SRC_OPEN_USER_ID` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '来源的联合登录',
`EMAIL` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',
`MOBILE` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '手机',
`IS_DEL` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否删除',
`IS_EMAIL_CONFIRMED` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否绑定邮箱',
`IS_PHONE_CONFIRMED` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否绑定手机',
`CREATER` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '创建人',
`CREATE_DATE` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '注册时间',
`UPDATE_DATE` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改日期',
`PWD_INTENSITY` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '密码强度',
`MOBILE_TGC` char(64) DEFAULT NULL COMMENT '手机登录标识',
`MAC` char(64) DEFAULT NULL COMMENT 'mac地址',
`SOURCE` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '1:WEB,2:IOS,3:ANDROID,4:WIFI,5:管理系统, 0:未知',
`ACTIVATE` char(1) DEFAULT '1' COMMENT '激活，1：激活，0：未激活',
`ACTIVATE_TYPE` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '激活类型，0：自动，1：手动',
PRIMARY KEY (`ID`),
UNIQUE KEY `USER_NAME` (`USER_NAME`),
KEY `MOBILE` (`MOBILE`),
KEY `IDX_MOBILE_TGC` (`MOBILE_TGC`,`ID`),
KEY `IDX_EMAIL` (`EMAIL`,`ID`),
KEY `IDX_CREATE_DATE` (`CREATE_DATE`,`ID`),
KEY `IDX_UPDATE_DATE` (`UPDATE_DATE`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7122681 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表'

UC_USER_PK_VARCHAR表，字符串ID为主键，采用uuid

CREATE TABLE `UC_USER_PK_VARCHAR_1` (
`ID` varchar(36) CHARACTER SET utf8mb4 NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '主键',
`USER_NAME` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
`USER_PWD` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '密码',
`BIRTHDAY` datetime DEFAULT NULL COMMENT '生日',
`NAME` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
`USER_ICON` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '头像图片',
`SEX` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '性别, 1:男，2:女，3：保密',
`NICKNAME` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '昵称',
`STAT` varchar(10) DEFAULT NULL COMMENT '用户状态，01:正常，02:冻结',
`USER_MALL` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '当前所属MALL',
`LAST_LOGIN_DATE` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后登录时间',
`LAST_LOGIN_IP` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '最后登录IP',
`SRC_OPEN_USER_ID` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '来源的联合登录',
`EMAIL` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',
`MOBILE` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '手机',
`IS_DEL` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否删除',
`IS_EMAIL_CONFIRMED` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否绑定邮箱',
`IS_PHONE_CONFIRMED` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '是否绑定手机',
`CREATER` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '创建人',
`CREATE_DATE` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '注册时间',
`UPDATE_DATE` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改日期',
`PWD_INTENSITY` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '密码强度',
`MOBILE_TGC` char(64) DEFAULT NULL COMMENT '手机登录标识',
`MAC` char(64) DEFAULT NULL COMMENT 'mac地址',
`SOURCE` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '1:WEB,2:IOS,3:ANDROID,4:WIFI,5:管理系统, 0:未知',
`ACTIVATE` char(1) DEFAULT '1' COMMENT '激活，1：激活，0：未激活',
`ACTIVATE_TYPE` char(1) DEFAULT '0' COMMENT '激活类型，0：自动，1：手动',
PRIMARY KEY (`ID`),
UNIQUE KEY `USER_NAME` (`USER_NAME`),
KEY `MOBILE` (`MOBILE`),
KEY `IDX_MOBILE_TGC` (`MOBILE_TGC`,`ID`),
KEY `IDX_EMAIL` (`EMAIL`,`ID`),
KEY `IDX_CREATE_DATE` (`CREATE_DATE`,`ID`),
KEY `IDX_UPDATE_DATE` (`UPDATE_DATE`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';

2、500W数据测试

2.1 录入500W数据，自增ID节省一半磁盘空间

确定两个表数据量

# 自增id为主键的表

mysql> select count(1) from UC_USER;

+----------+

| count(1) |

+----------+

| 5720112 |

+----------+

1 row in set (0.00 sec)

mysql>

# uuid为主键的表

mysql> select count(1) from UC_USER_PK_VARCHAR_1;

+----------+

| count(1) |

+----------+

| 5720112 |

+----------+

1 row in set (1.91 sec)

占据的空间容量来看，自增ID比UUID小一半左右。

主键类型

数据文件大小

占据容量

自增ID

-rw-rw---- 1 mysql mysql 2.5G Aug 11 18:29 UC_USER.ibd

2.5 G

UUID

-rw-rw---- 1 mysql mysql 5.4G Aug 15 15:11 UC_USER_PK_VARCHAR_1.ibd

5.4 G

2.2 单个数据走索引查询，自增id和uuid相差不大

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`MOBILE` ='14782121512';

0.118

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` ='14782121512';

0.117

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`MOBILE` IN( '14782121512','13761460105');

0.049

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` IN('14782121512','13761460105');

0.040

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`CREATE_DATE`='2013-11-24 10:26:36' ;

0.139

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE`='2013-11-24 10:26:43' ;

0.126

2.3 范围like查询，自增ID性能优于UUID

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

（1）模糊范围查询1000条数据，自增ID性能要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`MOBILE` LIKE '147%' LIMIT 1000;

1.784

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` LIKE '147%' LIMIT 1000;

3.196

（2）日期范围查询20条数据，自增ID稍微弱于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-08-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 20;

0.601

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-08-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 20;

0.543

（3）范围查询200条数据，自增ID性能要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 200;

2.314

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 200;

3.229

范围查询总数量，自增ID要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ;

0.514

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ;

1.092

PS：在有缓存的情况下，两者执行效率没有相差很小。

2.4 写入测试，自增ID是UUID的4倍

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

自增ID

UPDATE test.`UC_USER` t SET t.`MOBILE_TGC`='T2' WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-05-03 10:26:36' AND t.`CREATE_DATE` <'2016-05-04 00:00:00' ;

1.419

UUID

UPDATE test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t SET t.`MOBILE_TGC`='T2' WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-05-03 10:26:36' AND t.`CREATE_DATE` <'2016-05-04 00:00:00' ;

5.639

自增ID

INSERT INTO test.`UC_USER`( ID, `USER_NAME`, `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, `MOBILE`, `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` ) SELECT NULL, CONCAT('110',`USER_NAME`,8), `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, CONCAT('110',TRIM(`MOBILE`)), `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` FROM `test`.`UC_USER_1` LIMIT 100;

0.105

UUID

INSERT INTO test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1`( ID, `USER_NAME`, `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, `MOBILE`, `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` ) SELECT UUID(), CONCAT('110',`USER_NAME`,8), `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, CONCAT('110',TRIM(`MOBILE`)), `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` FROM `test`.`UC_USER_1` LIMIT 100;

0.424

2.5、备份和恢复，自增ID性能优于UUID

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

Mysqldump备份

自增ID

time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_500> UC_USER_500.sql

28.59秒

UUID

time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_PK_VARCHAR_500> UC_USER_PK_VARCHAR_500.sql

31.08秒

MySQL恢复

自增ID

time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test < UC_USER_500.sql

7m36.601s

UUID

time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test < UC_USER_PK_VARCHAR_500.sql

9m42.472s

3、500W总结

在500W记录表的测试下：

（1） 普通单条或者20条左右的记录检索，uuid为主键的相差不大几乎效率相同；

（2） 但是范围查询特别是上百成千条的记录查询，自增id的效率要大于uuid；

（3） 在范围查询做统计汇总的时候，自增id的效率要大于uuid；

（4） 在存储上面，自增id所占的存储空间是uuid的1/2；

（5） 在备份恢复上，自增ID主键稍微优于UUID。

4、1000W数据测试

4.1 录入1000W数据记录，看存储空间

# 自增id为主键的表

mysql> use test;

Database changed

mysql> select count(1) from UC_USER_1;

+----------+

| count(1) |

+----------+

| 10698102 |

+----------+

1 row in set (27.42 sec)

# uuid为主键的表

mysql> select count(1) from UC_USER_PK_VARCHAR_1;

+----------+

| count(1) |

+----------+

| 10698102 |

+----------+

1 row in set (0.00 sec)

mysql>

占据的空间容量来看，自增ID比UUID小一半左右：

主键类型

数据文件大小

占据容量

自增ID

-rw-rw---- 1 mysql mysql 4.2G Aug 20 23:08 UC_USER_1.ibd

4.2 G

UUID

-rw-rw---- 1 mysql mysql 8.8G Aug 20 18:20 UC_USER_PK_VARCHAR_1.ibd

8.8 G

4.2 单个数据走索引查询，自增id和 uuid效率比是：(2~3):1

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

单条记录查询

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`MOBILE` ='14782121512';

0.069

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` ='14782121512';

0.274

小范围查询

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`MOBILE` IN( '14782121512','13761460105');

0.050

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` IN('14782121512','13761460105');

0.151

根据日期查询

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`CREATE_DATE`='2013-11-24 10:26:36' ;

0.269

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE`='2013-11-24 10:26:43' ;

0.810

4.3 范围like查询，自增ID性能优于UUID，比值(1.5~2)：1

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

（1）模糊范围查询1000条数据，自增ID性能要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER` t WHERE t.`MOBILE` LIKE '147%' LIMIT 1000;

2.398

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`MOBILE` LIKE '147%' LIMIT 1000;

5.872

（2）日期范围查询20条数据，自增ID稍微弱于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-08-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 20;

0.765

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-08-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 20;

1.090

（3）范围查询200条数据，自增ID性能要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 200;

1.569

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ORDER BY t.`UPDATE_DATE` DESC LIMIT 200;

2.597

范围查询总数量，自增ID要好于UUID

自增ID

SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.`UC_USER_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ;

1.129

UUID

SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-07-01 10:26:36' ;

2.302

4.4 写入测试，自增ID比UUID效率高，比值(3~10)：1

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

修改一天的记录

自增ID

UPDATE test.`UC_USER_1` t SET t.`MOBILE_TGC`='T2' WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-05-03 10:26:36' AND t.`CREATE_DATE` <'2016-05-04 00:00:00' ;

2.685

UUID

UPDATE test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1` t SET t.`MOBILE_TGC`='T2' WHERE t.`CREATE_DATE` > '2016-05-03 10:26:36' AND t.`CREATE_DATE` <'2016-05-04 00:00:00' ;

26.521

录入数据

自增ID

INSERT INTO test.`UC_USER_1`( ID, `USER_NAME`, `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, `MOBILE`, `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` ) SELECT NULL, CONCAT('110',`USER_NAME`,8), `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, CONCAT('110',TRIM(`MOBILE`)), `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` FROM `test`.`UC_USER_1` LIMIT 100;

0.534

UUID

INSERT INTO test.`UC_USER_PK_VARCHAR_1`( ID, `USER_NAME`, `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, `MOBILE`, `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` ) SELECT UUID(), CONCAT('110',`USER_NAME`,8), `USER_PWD`, `BIRTHDAY`, `NAME`, `USER_ICON`, `SEX`, `NICKNAME`, `STAT`, `USER_MALL`, `LAST_LOGIN_DATE`, `LAST_LOGIN_IP`, `SRC_OPEN_USER_ID`, `EMAIL`, CONCAT('110',TRIM(`MOBILE`)), `IS_DEL`, `IS_EMAIL_CONFIRMED`, `IS_PHONE_CONFIRMED`, `CREATER`, `CREATE_DATE`, `UPDATE_DATE`, `PWD_INTENSITY`, `MOBILE_TGC`, `MAC`, `SOURCE`, `ACTIVATE`, `ACTIVATE_TYPE` FROM `test`.`UC_USER_1` LIMIT 100;

1.716

4.5、备份和恢复，自增ID性能优于UUID

主键类型

SQL语句

执行时间 (秒)

Mysqldump备份

自增ID

time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_1> UC_USER_1.sql

0m50.548s

UUID

time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_PK_VARCHAR_1> UC_USER_PK_VARCHAR_1.sql

0m58.590s

MySQL恢复

自增ID

time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test < UC_USER_1.sql

17m30.822s

UUID

time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test < UC_USER_PK_VARCHAR_1.sql

23m6.360s

5、1000W总结

在1000W记录表的测试下：

（1）普通单条或者20条左右的记录检索，自增主键效率是uuid主键的2到3倍；

（2）但是范围查询特别是上百成千条的记录查询，自增id的效率要大于uuid；

（3）在范围查询做统计汇总的时候，自增id主键的效率是uuid主键1.5到2倍；

（4）在存储上面，自增id所占的存储空间是uuid的1/2；

（5）在写入上面，自增ID主键的效率是UUID主键的3到10倍，相差比较明显，特别是update小范围之内的数据上面。

（6）在备份恢复上，自增ID主键稍微优于UUID。

6、MySQL分布式架构的取舍

分布式架构，意味着需要多个实例中保持一个表的主键的唯一性。这个时候普通的单表自增ID主键就不太合适，因为多个mysql实例上会遇到主键全局唯一性问题。

6.1、自增ID主键+步长，适合中等规模的分布式场景

在每个集群节点组的master上面，设置（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，因为要针对未来业务的发展而计算好足够的步长;

规划：

比如计划总共N个节点组，那么第i个节点组的my.cnf的配置为：

auto_increment_offset i

auto_increment_increment N

假如规划48个节点组，N为48，现在配置第8个节点组，这个i为8，第8个节点组的my.cnf里面的配置为：

auto_increment_offset 8

auto_increment_increment 48

6.2、UUID，适合小规模的分布式环境

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，而且由于索引和数据存储在一起，字符串做主键会造成存储空间增大一倍。

在存储和检索的时候，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，在数据量不停增长的时候，特别是数据量上了千万记录的时候，读写性能下降的非常厉害。

优点：搭建比较简单，不需要为主键唯一性的处理。

缺点：占用两倍的存储空间（在云上光存储一块就要多花2倍的钱），后期读写性能下降厉害。

6.3、雪花算法自造全局自增ID，适合大数据环境的分布式场景

由twitter公布的开源的分布式id算法snowflake（Java版本）

IdWorker.java：

package com.demo.elk;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

public class IdWorker {

protected static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(IdWorker.class);

private long workerId;

private long datacenterId;

private long sequence = 0L;

private long twepoch = 1288834974657L;

private long workerIdBits = 5L;

private long datacenterIdBits = 5L;

private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);

private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);

private long sequenceBits = 12L;

private long workerIdShift = sequenceBits;

private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;

private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;

private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);

private long lastTimestamp = -1L;

public IdWorker(long workerId, long datacenterId) {

// sanity check for workerId

if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {

throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));

}

if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {

throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));

}

this.workerId = workerId;

this.datacenterId = datacenterId;

LOG.info(String.format("worker starting. timestamp left shift %d, datacenter id bits %d, worker id bits %d, sequence bits %d, workerid %d", timestampLeftShift, datacenterIdBits, workerIdBits, sequenceBits, workerId));

}

public synchronized long nextId() {

long timestamp = timeGen();

if (timestamp < lastTimestamp) {

LOG.error(String.format("clock is moving backwards. Rejecting requests until %d.", lastTimestamp));

throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));

}

if (lastTimestamp == timestamp) {

sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;

if (sequence == 0) {

timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);

}

} else {

sequence = 0L;

}

lastTimestamp = timestamp;

return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) | (datacenterId << datacenterIdShift) | (workerId << workerIdShift) | sequence;

}

protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {

long timestamp = timeGen();

while (timestamp <= lastTimestamp) {

timestamp = timeGen();

}

return timestamp;

}

protected long timeGen() {

return System.currentTimeMillis();

}

}

测试生成ID的测试类，IdWorkerTest.java：

package com.demo.elk;

import java.util.HashSet;

import java.util.Set;

public class IdWorkerTest {

static class IdWorkThread implements Runnable {

private Set<Long> set;

private IdWorker idWorker;

public IdWorkThread(Set<Long> set, IdWorker idWorker) {

this.set = set;

this.idWorker = idWorker;

}

public void run() {

while (true) {

long id = idWorker.nextId();

System.out.println(" real id:" + id);

if (!set.add(id)) {

System.out.println("duplicate:" + id);

}

}

}

}

public static void main(String[] args) {

Set<Long> set = new HashSet<Long>();

final IdWorker idWorker1 = new IdWorker(0, 0);

final IdWorker idWorker2 = new IdWorker(1, 0);

Thread t1 = new Thread(new IdWorkThread(set, idWorker1));

Thread t2 = new Thread(new IdWorkThread(set, idWorker2));

t1.setDaemon(true);

t2.setDaemon(true);

t1.start();

t2.start();

try {

Thread.sleep(30000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

7，总结

（1）单实例或者单节点组：

经过500W、1000W的单机表测试，自增ID相对UUID来说，自增ID主键性能高于UUID，磁盘存储费用比UUID节省一半的钱。所以在单实例上或者单节点组上，使用自增ID作为首选主键。

（2）分布式架构场景：

20个节点组下的小型规模的分布式场景，为了快速实现部署，可以采用多花存储费用、牺牲部分性能而使用UUID主键快速部署；

20到200个节点组的中等规模的分布式场景，可以采用自增ID+步长的较快速方案。

200以上节点组的大数据下的分布式场景，可以借鉴类似twitter雪花算法构造的全局自增ID作为主键。
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