java八股文面试[数据库]——主键的类型自增还是UUID

auto_increment的优点：

1. 字段长度较uuid小很多，可以是bigint甚至是int类型，这对检索的性能会有所影响。

2. 在写的方面，因为是自增的，所以主键是趋势自增的，也就是说新增的数据永远在后面，这点对于性能有很大的提升。

3. 数据库自动编号，速度快，而且是增量增长，按顺序存放，对于检索非常有利。

4. 数字型，占用空间小，易排序，在程序中传递也方便。

auto_increment的缺点：

1. 由于是自增，很容易通过网络爬虫知晓当前系统的业务量。

2. 高并发的情况下，竞争自增锁会降低数据库的吞吐能力。

3. 数据迁移或分库分表场景下，自增方式不再适用。

UUID的优点：

1. 不会冲突。进行数据拆分、合并存储的时候，能保证主键全局的唯一性

2. 可以在应用层生成，提高数据库吞吐能力

UUID的缺点：

1. 影响插入速度， 并且造成硬盘使用率低。与自增相比，最大的缺陷就是随机io，下面我们会去具体解释

2. 字符串类型相比整数类型肯定更消耗空间，而且会比整数类型操作慢。

uuid 和自增 id 的索引结构对比

1、使用自增 id 的内部结构

自增的主键的值是顺序的，所以 InnoDB 把每一条记录都存储在一条记录的后面。

• 当达到页面的最大填充因子时候（InnoDB 默认的最大填充因子是页大小的 15/16，会留出 1/16 的空间留作以后的修改）。

• 下一条记录就会写入新的页中，一旦数据按照这种顺序的方式加载，主键页就会近乎于顺序的记录填满，提升了页面的最大填充率，不会有页的浪费。

• 新插入的行一定会在原有的最大数据行下一行，MySQL 定位和寻址很快，不会为计算新行的位置而做出额外的消耗。减少了页分裂和碎片的产生。

2、使用 uuid 的索引内部结构

插入UUID： 新的记录可能会插入之前记录的中间，因此需要移动之前的记录

被写满已经刷新到磁盘上的页可能会被重新读取

因为 uuid 相对顺序的自增 id 来说是毫无规律可言的，新行的值不一定要比之前的主键的值要大，所以 innodb 无法做到总是把新行插入到索引的最后，而是需要为新行寻找新的合适的位置从而来分配新的空间。

这个过程需要做很多额外的操作，数据的毫无顺序会导致数据分布散乱，将会导致以下的问题：

1. 写入的目标页很可能已经刷新到磁盘上并且从缓存上移除，或者还没有被加载到缓存中，innodb 在插入之前不得不先找到并从磁盘读取目标页到内存中，这将导致大量的随机 IO。

2. 因为写入是乱序的，innodb 不得不频繁的做页分裂操作，以便为新的行分配空间，页分裂导致移动大量的数据，一次插入最少需要修改三个页以上。

3. 由于频繁的页分裂，页会变得稀疏并被不规则的填充，最终会导致数据会有碎片。

4. 在把随机值（uuid 和雪花 id）载入到聚簇索引（InnoDB 默认的索引类型）以后，有时候会需要做一次 OPTIMEIZE TABLE 来重建表并优化页的填充，这将又需要一定的时间消耗。

结论：使用 InnoDB 应该尽可能的按主键的自增顺序插入，并且尽可能使用单调的增加的聚簇键的值来插入新行。如果是分库分表场景下，分布式主键ID的生成方案 优先选择雪花算法生成全局唯一主键（雪花算法生成的主键在一定程度上是有序的）。

知识来源：马士兵教育