MySQL使用自增ID主键和UUID作为主键的优劣

以你之姓@ 2023-02-19 06:29 36阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *  一、准备表&数据
         *  二、500w级数据测试
         *   *  2.1 录入500W数据，自增ID节省一半磁盘空间
             *  2.2 单个数据走索引查询，自增id和uuid相差不大
             *  2.3 范围like查询，自增ID性能优于UUID
             *  2.4 写入测试，自增ID是UUID的4倍
             *  2.5、备份和恢复，自增ID性能优于UUID
             *  500W总结
             *  1000W总结
             *  自增ID主键+步长，适合中等规模的分布式场景
             *  UUID，适合小规模的分布式环境

### 一、准备表&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';

### 二、500w级数据测试 ###

# 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)
    
     
    
    # 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)

#### 2.1 录入500W数据，自增ID节省一半磁盘空间 ####

占据的空间容量来看，自增ID比UUID小一半左右。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主键类型</th> 
   <th>数据文件大小</th> 
   <th>占据容量</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>-rw-rw---- 1 mysql mysql 2.5G Aug 11 18:29 UC_USER.ibd</td> 
   <td>2.5G</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>-rw-rw---- 1 mysql mysql 5.4G Aug 15 15:11 UC_USER_PK_VARCHAR_1.ibd</td> 
   <td>5.4G</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.2 单个数据走索引查询，自增id和uuid相差不大 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主键类型</th> 
   <th>SQL</th> 
   <th>执行时间(s)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> =‘14782121512’;</td> 
   <td>0.118</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> =‘14782121512’;</td> 
   <td>0.117</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> IN( ‘14782121512’,‘13761460105’);</td> 
   <td>0.049</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> IN(‘14782121512’,‘13761460105’);</td> 
   <td>0.040</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code>=‘2013-11-24 10:26:36’ ;</td> 
   <td>0.139</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code>=‘2013-11-24 10:26:43’ ;</td> 
   <td>0.126</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.3 范围like查询，自增ID性能优于UUID ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主键类型</th> 
   <th>SQL</th> 
   <th>执行时间(s)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>（1）模糊范围查询1000条数据，自增ID性能要好于UUID</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> LIKE ‘147%’ LIMIT 1000;</td> 
   <td>1.784</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>MOBILE</code> LIKE ‘147%’ LIMIT 1000;</td> 
   <td>3.196</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>（2）日期范围查询20条数据，自增ID稍微弱于UUID</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-08-01 10:26:36’ ORDER BY t.<code>UPDATE_DATE</code> DESC LIMIT 20;</td> 
   <td>0.601</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-08-01 10:26:36’ ORDER BY t.<code>UPDATE_DATE</code> DESC LIMIT 20;</td> 
   <td>0.543</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>（3）范围查询200条数据，自增ID性能要好于UUID</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-07-01 10:26:36’ ORDER BY t.<code>UPDATE_DATE</code> DESC LIMIT 200;</td> 
   <td>2.314</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE t.* FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-07-01 10:26:36’ ORDER BY t.<code>UPDATE_DATE</code> DESC LIMIT 200;</td> 
   <td>3.229</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>（4）范围查询总数量，自增ID要好于UUID</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.<code>UC_USER</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-07-01 10:26:36’ ;</td> 
   <td>0.514</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>SELECT SQL_NO_CACHE COUNT(1) FROM test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-07-01 10:26:36’ ;</td> 
   <td>1.092</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.4 写入测试，自增ID是UUID的4倍 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主键类型</th> 
   <th>SQL</th> 
   <th>执行时间(s)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>UPDATE test.<code>UC_USER</code> t SET t.<code>MOBILE_TGC</code>=‘T2’ WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-05-03 10:26:36’ AND t.<code>CREATE_DATE</code> &lt;‘2016-05-04 00:00:00’ ;</td> 
   <td>1.419</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>UPDATE test.<code>UC_USER_PK_VARCHAR_1</code> t SET t.<code>MOBILE_TGC</code>=‘T2’ WHERE t.<code>CREATE_DATE</code> &gt; ‘2016-05-03 10:26:36’ AND t.<code>CREATE_DATE</code> &lt;‘2016-05-04 00:00:00’ ;</td> 
   <td>5.639</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.5、备份和恢复，自增ID性能优于UUID ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主键类型</th> 
   <th>SQL</th> 
   <th>执行时间(s)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>Mysqldump备份</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_500&gt; UC_USER_500.sql</td> 
   <td>28.59</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>time mysqldump -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test UC_USER_PK_VARCHAR_500&gt; UC_USER_PK_VARCHAR_500.sql</td> 
   <td>31.08</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>MYSQL恢复</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>自增ID</td> 
   <td>time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test &lt; UC_USER_500.sql</td> 
   <td>7m36</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UUID</td> 
   <td>time mysql -utim -ptimgood -h192.168.121.63 test &lt; UC_USER_PK_VARCHAR_500.sql</td> 
   <td>9m42</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 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。

#### 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。

#### 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;

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#### 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。