面试官：MySQL主键为什么不是连续递增的？80%的程序员还不知道

设计MySQL表时，我们一般会设置一个自增主键，从而让主键索引尽可能地保持递增的趋势，这样可以避免页分裂，让MySQL顺序写入，大大提高MySQL的性能。

但是，自增主键只能保持大致递增，无法保证顺序递增。

当我们创建完一个表后，通过show create table命令，可以看到MySQL定义了AUTO_INCREMENT来指定主键的递增值。

在MySQL5.7之前，这个递增值是直接保存在内存里面的，当服务器重启后，MySQL会读取表里面的最大主键id，然后将最大值+1作为下次递增的值。

在MySQL8.0时，将其优化为了保存在redo log中，从而实现了递增值的持久化。

那都有哪些情况可能导致主键不能连续递增呢？

首先我们要知道的是，MySQL对于主键递增值得使用是一次性的，即每次获取完递增值之后，不管接下来的语句是否能真正执行成功，这个递增值都不会再回收利用了。

1、唯一索引冲突导致的主键不连续

有时为了满足业务的需要，我们有时会对表中的字段设置唯一索引。但是当唯一索引冲突时，会产生什么问题呢？

以上面的user表为例，我们对name设置唯一索引。

我们执行两次以下语句：

INSERT into user values (null,‘张三’,‘123456’);
不难猜到，第二次的执行结果肯定会报错：

我们在上面已经提到，MySQL对于递增值的使用是一次性的，那么第二次执行插入时，不管语句成功还是失败，那么这个递增值就会浪费掉。

这时，我们再执行一条正常的不冲突的插入语句，会发现主键id产生了间隔。

2、事务回滚会造成主键不连续

与唯一索引冲突类似，当我们在一个事务中执行插入语句时，那么必然会向MySQL申请一个递增值作为主键id，如果最后事务没有提交，而是回滚，那么这个递增值自然也就浪费掉了。

3、批量插入会造成主键不连续

为了保证主键id的唯一性，在申请自增id时，MySQL会对申请操作加锁。一般情况下，这个申请动作会很快。

对于一般的批量插入，比如insert into … values(xxx)，由于插入的Value个数可以提前计算得出，MySQL会一次性的申请足够数量的id，以保证性能。

但是对于insert into … select 这种语句就有点麻烦了，由于无法确定到底需要申请多个主键id，如果插入一条申请一个的话，假设要插入100万条记录，那就得申请100万次，可想而知性能会有多么差劲。

所以对于这种批量插入的语句，MySQL采用了一种翻倍申请的优化策略：

语句执行时，第一次申请一个自增id，第二次申请2个自增id，第三次申请4个自增id…

即每次申请的数量都比上次多一倍，这样虽然会浪费一些自增id，但是可以保证插入的效率，从性能角度来看，是可以接受的。

自增id为什么不回退复用
大家可能会有点疑问，为什么自增id是一次性使用的？

其实原因也很简单，大家稍微一想就明白了。

假设有两个事务在同时执行，为了保证自增id的唯一性，MySQL会对申请动作加锁，然后两个事务各获得一个自增id。比如事务1申请到了自增id100，事务2申请到了自增id101。

当事务2成功提交，事务1因为某些原因回滚了。

如果我们要回退复用事务1的id，将AUTO_INCREMENT又设置成了100+1，那么下一个事务来申请自增id时，就会拿到101，而这时101已经被事务2用掉了，就会造成主键冲突。

当然我们也可以每次都让MySQL检查一下主键是否冲突，如果冲突就跳过这个id，但是这样一来，本来申请自增id这个很轻的动作就会变得很重，对性能的影响就会很大。

所以，从性能角度考虑，InnoDB只保证了主键id是大致递增的，而不保证是顺序递增的。