MySQL 数据表优化设计(六):id 该如何选择数据类型?

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为 id 列选择一个好的数据类型非常重要,id 列会经常用于做比较(例如联合查询的条件),以及用于查找其他列。而且,id 也经常用于外键。因此,id 列的数据类型不仅仅关系自身数据表,也关系到与之关联的其他数据表。因此,id 用何种数据类型就显得十分重要。

选择 id 的数据类型,不仅仅需要考虑数据存储类型,还需要了解 MySQL 对该种类型如何计算和比较。例如,MySQL 将 ENUM 和 SET 类型在内部使用整型存储,但是在字符串场景下会当做字符串进行比较。一旦选择了 id 的数据类型后,需要保证引用 id 的相关数据表的数据类型一致,而且是完全一致,这包括属性,例如长度、是否有符号!如果混用不同的数据类型可能导致性能问题,即便是没有性能问题,在进行比较时的隐式数据转换可能导致难以捉摸的错误。而如果在实际开发过程中忘记了数据类型不同这个问题,可能会突然出现意想不到的问题。

在选择长度的时候,也需要尽可能选择小的字段长度并给未来留有一定的增长空间。例如,如果是用于存放省份的话,我们只有几十个值,此时使用 TINYINT 就 INT 就更好,如果是相关的表也存有这个 id 的话,那么效率差别会很大。

下面是适用于 id 的一些典型的类型:

  • 整型:整型通常来说是最佳的选择,这是因为整型的运算和比较都很快,而且还可以设置 AUTO_INCREMENT 属性自动递增。
  • ENUM 和 SET:通常不会选择枚举和集合作为 id,然后对于那些包含有“类型”、“状态”、“性别”这类型的列来说是挺合适的。例如我们需要有一张表存储下拉菜单时,通常会有一个值和一个名称,这个时候值使用枚举作为主键也是可以的。
  • 字符串:尽可能地避免使用字符串作为 id,一是字符串占据的空间更大,二是通常会比整型慢。选用字符串作为 id 时,还需要特别注意 MD5、SHA1和 UUID 这些函数。每个值是在很大范围的随机值,没有次序,这会导致插入和查询更慢:
  • 插入的时候,由于建立索引是随机位置(会导致分页、随机磁盘访问和聚集索引碎片),会降低插入速度。
  • 查询的时候,相邻的数据行在磁盘或内存上上可能跨度很大,也会导致速度更慢。
  • 如果确实要使用 UUID 值,应当移除掉“-”字符,或者是使用 UNHEX 函数将其转换为16字节数字,并使用 BINARY(16)存储。然后可以使用 HEX 函数以十六进制的方式进行获取。UUID 产生的方法有很多,有些是随机分布的,有些是有序的,但是即便是有序的性能也不如整型。

    分布式 id

    对于单体应用来说,id 使用自增或者使用程序直接产生 id 问题都不大,但是如果是对于分布式应用来说,这种情况可能会导致主键冲突错误。对于分布式 id,目前有很多算法,例如有名的雪花(snowflakce)算法,以及国内大厂的一些分布式 id 开源算法,例如:

  • 百度的 UidGenerator
  • 美团的 Leaf
  • 分布式 id 的基本原理是使用机器码、时间戳加序列号构成。通过一定的算法实现了分布式 id 的唯一性和有序性,具体有兴趣的可以看一下雪花算法的实现。

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