起因
最近排查线上问题发现业务 Table 自增id 不连续,进一步发现是事务回滚造成。
-- 上述问题示例。 这样的情况就导致 main_table 自增id 并不连续/出现空挡。
START TRANSACTION;
-- 执行成功,自增id 已分配
INSERT INTO main_table VALUES (?, ?, ?);
-- 执行失败,事务 rollback
INSERT INTO sub_table VALUES (?, ?, ?);
那么,自增id 在数据库中是什么样的机制?可以从 H2 数据库实现方案获得启发。
auto_increment Example
-- h2 auto_increment 建表语句
create table test(id bigint auto_increment, name varchar(255));
insert into test(name) values('hello');
insert into test(name) values('world');
select * from test;
通过打开 H2 数据库文件,可以看到 test 建表语句是按照H2 dalect 翻译的。可以看到H2 数据库的auto_increment 是通过 SEQUENC 实现的。
CREATE CACHED TABLE PUBLIC.TEST(
ID BIGINT DEFAULT (NEXT VALUE FOR PUBLIC.SYSTEM_SEQUENCE_620D39CD) NOT NULL NULL_TO_DEFAULT SEQUENCE PUBLIC.SYSTEM_SEQUENCE_620D39CD,
NAME VARCHAR(255)
)
SEQUENCE Example
官方文档 create_sequence ✨
-- Sequence can produce only integer values.
CREATE SEQUENCE SEQ_ID;
CREATE SEQUENCE SEQ2 AS INTEGER START WITH 10;
Used values are never re-used, even when the transaction is rolled back.
Code Insight
①相关的类
org.h2.command.dml.Insert
org.h2.expression.SequenceValue
org.h2.schema.Sequence
②主要实现原理
creat table 实例化过程
// @see org.h2.command.ddl.CreateTable#update
for (Column c :data.columns) {
// 如果列定义为 auto_increment, 需要进行dialet 翻译。
if (c.isAutoIncrement()) {
int objId = getObjectId();
//
c.convertAutoIncrementToSequence(session, getSchema(), objId, data.temporary);
}
}
/**
* Convert the auto-increment flag to a sequence that is linked with this
* table.
*
* @see org.h2.table.Column#convertAutoIncrementToSequence
*/
public void convertAutoIncrementToSequence(Session session, Schema schema, int id, boolean temporary) {
// 生成唯一的 sequenceName
while (true) {
ValueUuid uuid = ValueUuid.getNewRandom();
String s = uuid.getString();
s = s.replace('-', '_').toUpperCase();
sequenceName = "SYSTEM_SEQUENCE_" + s;
if (schema.findSequence(sequenceName) == null) {
break;
}
}
// Sequence 实例化,实现自增生成唯一数据
Sequence seq = new Sequence(schema, id, sequenceName, start, increment);
if (temporary) {
seq.setTemporary(true);
} else {
// CREATE SEQUENCE, 数据库 Schema 持久化
session.getDatabase().addSchemaObject(session, seq);
}
setAutoIncrement(false, 0, 0);
// 把Sequence 包装为表达式片段
SequenceValue seqValue = new SequenceValue(seq);
setDefaultExpression(session, seqValue);
setSequence(seq);
}
Insert 过程
// 遍历 Table 的 columns 和 参数Expression, 执行值填充
for (int i = 0; i < columnLen; i++) {
Column c = columns[i];
int index = c.getColumnId();
// 获取 Value Expression
Expression e = expr[i];
if (e != null) {
try {
// 如果是SequenceValue, 生成自增数字
Value v = c.convert(e.getValue(session));
newRow.setValue(index, v);
} catch (DbException ex) {
throw setRow(ex, x, getSQL(expr));
}
}
}
③自增计算
/**
* Get the next value for this sequence.
*
* @param session the session
* @return the next value
*/
public synchronized long getNext(Session session) {
// valueWithMargin 计算, flush 过程...
long v = value;
value += increment;
return v;
}
总结
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H2 database 是java 编写的数据库,简单易懂,对于数据库实现原理是个很好参考。
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通过阅读数据库的实现,对于应用开发帮助很大,可以适当的扬长避短。
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对于SQL 规范,每种数据库都有对应的实现方式,dalect。