杂谈自增主键用完了怎么办

引言

在面试中，大家应该经历过如下场景

面试官:"用过mysql吧，你们是用自增主键还是UUID？"   

你:"用的是自增主键"    

面试官:"为什么是自增主键？"    

你:"因为采用自增主键，数据在物理结构上是顺序存储，性能最好，blabla…"    

面试官:"那自增主键达到最大值了，用完了怎么办？"    

你:"what，没复习啊！！"    (然后，你就可以回去等通知了！)

这个问题是一个粉丝给我提的，我觉得挺有意(KENG)思(B)!
于是，今天我们就来谈一谈，这个自增主键用完了该怎么办！

正文

简单版

我们先明白一点，在mysql中，Int整型的范围如下

我们以无符号整型为例，存储范围为0～4294967295，约43亿！我们先说一下，一旦自增id达到最大值，此时数据继续插入是会报一个主键冲突异常如下所示

//Duplicate entry '4294967295' for key 'PRIMARY'

那解决方法也是很简单的，将Int类型改为BigInt类型，BigInt的范围如下

就算你每秒10000条数据，跑100年，单表的数据也才
10000*24*3600*365*100=31536000000000
这数字距离BigInt的上限还差的远，因此你将自增ID设为BigInt类型，你是不用考虑自增ID达到最大值这个问题！
然而，如果你在面试中的回答如果是

你:"简单啊，把自增主键的类型改为BigInt类型就好了！"

接下来，面试官可以问你一个更坑的问题！

面试官:"你在线上怎么修改列的数据类型的？"   

你:"what！我还是回等通知吧！"

怎么改

目前业内在线修改表结构的方案，据我了解，一般有如下三种
方式一:使用mysql5.6+提供的在线修改功能
所谓的mysql自己提供的功能也就是mysql自己原生的语句，例如我们要修改原字段名称及类型。

 mysql> ALTER TABLE table_name CHANGE old_field_name new_field_name field_type;

那么，在mysql5.5这个版本之前，这是通过临时表拷贝的方式实现的。执行ALTER语句后，会新建一个带有新结构的临时表，将原表数据全部拷贝到临时表，然后Rename，完成创建操作。这个方式过程中，原表是可读的，不可写。
在5.6+开始，mysql支持在线修改数据库表，在修改表的过程中，对绝大部分操作，原表可读，也可以写。
那么，对于修改列的数据类型这种操作，原表还能写么？来来来，烟哥特意去官网找了mysql8.0版本的一张图

如图所示，对于修改数据类型这种操作，是不支持并发的DML操作！也就是说，如果你直接使用 ALTER这样的语句在线修改表数据结构，会导致这张表无法进行更新类操作( DELETE、 UPDATE、 DELETE)。
因此，直接 ALTER是不行滴！

那我们只能用方式二或者方式三
方式二:借助第三方工具
业内有一些第三方工具可以支持在线修改表结构，使用这些第三发工具，能够让你在执行ALTER操作的时候，表不会阻塞！比较出名的有两个

• pt-online-schema-change，简称pt-osc

• GitHub正式宣布以开源的方式发布的工具，名为gh-ost

以pt-osc为例，它的原理如下

• 1、创建一个新的表，表结构为修改后的数据表，用于从源数据表向新表中导入数据。

• 2、创建触发器，用于记录从拷贝数据开始之后，对源数据表继续进行数据修改的操作记录下来，用于数据拷贝结束后，执行这些操作，保证数据不会丢失。

• 3、拷贝数据，从源数据表中拷贝数据到新表中。

• 4、rename源数据表为old表，把新表rename为源表名，并将old表删除。

• 5、删除触发器。

然而这两个有意(KENG)思(B)的工具，居然。。。居然。。。唉！如果你的表里有触发器和外键，这两个工具是不行滴！
如果真碰上了数据库里有触发器和外键，只能硬杠了，请看方式三
方式三:改从库表结构，然后主从切换
此法极其麻烦，需要专业水平的选手进行操作。因为我们的mysql架构一般是读写分离架构，从机是用来读的。我们直接在从库上进行表结构修改，不会阻塞从库的读操作。改完之后，进行主从切换即可。唯一需要注意的是，主从切换过程中可能会有数据丢失的情况！

高深版

其实答完上面的问题后，这篇文章差不多完了。但是，还记得我在开头说的么。这是一个很有意(KENG)思(B)的问题，为什么呢？
假设啊，你的表里的自增字段为有符号的Int类型的，也就是说，你的字段范围为-2147483648到2147483648。
一切又那么刚好，你的自增ID是从0开始的，也就是说，现在你的可以用的范围为0～2147483648。
我们明确一点，表中真实的数据ID，肯定会出现一些意外，ID不一定是连续的。例如，有如下情形的出现

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  PRIMARY KEY (`id`),
) ENGINE=InnoDB;

执行下列SQL

insert into t values(null);
// 插入的行是 (1)
begin;
insert into t values(null);
rolllack;
insert into t values(null);
// 插入的行是 (3)

因此，表中的真实id必然会出现断续的情况。
好，那这会你的自增主键id的数据范围为0～2147483648，也就是单表21亿条数据！考虑id会出现断续，真实数据顶多18亿条吧。
老哥，都单表18亿条了，还不分库分表？你一旦分库分表了，就不能依赖于每个表的自增ID来全局唯一标识这些数据了。此时，我们就需要提供一 个全局唯一的ID号生成策略来支持分库分表的环境。

因此在实际中，你根本等不到自增主键用完到情形！因此，你需要关注的文章应该是《分库分表后如何部署上线》
所以，专业版回答如下

面试官:"那自增主键达到最大值了，用完了怎么办？"   

你:"这问题没遇到过，因为自增主键我们用int类型，一般达不到最大值，我们就分库分表了，所以不曾遇见过！"