数据库内核月报 - 2019 / 10

MySQL · 引擎特性 · Sequence Engine

Introduction

单调递增的唯一值,是在持久化数据库系统中常见的需求,无论是单节点中的业务主键,还是分布式系统中的全局唯一值,亦或是多系统中的幂等控制。不同的数据库系统有不同的实现方法,比如MySQL提供的AUTO_INCREMENT,Oracle,SQL Server 提供 SEQUENCE 等。

在 MySQL 数据库中,如果业务系统希望封装唯一值,比如增加日期,用户等信息,AUTO_INCREMENT 的方法会带来很大的不便,在实际的系统设计的时候, 也存在不同的折中方法,比如:

  • 序列值由 Application 或者 Proxy 来生成,不过弊端很明显,状态带到应用端,增加了扩容和缩容的复杂度。
  • 序列值由数据库通过模拟的表来生成,但需要中间件来封装和简化获取唯一值的逻辑。

AliSQL 自主实现了 SEQUENCE ENGINE,通过引擎的设计方法,尽可能的兼容其他数据库的使用方法,简化获取序列值复杂度。

Description

AliSQL 支持的 SEQUENCE,实现了MySQL存储引擎的设计接口,但底层的数据仍然使用现有的存储引擎,比如 InnoDB 或者 MyISAM 来保存持久化数据,以便尽可能的保证现有的外围工具比如XtraBackup等工具的兼容,所以 SEQUENCE ENGINE 仅仅是一个逻辑引擎。

对 sequence 对象的访问通过 SEQUENCE handler 接口,这一层逻辑引擎主要实现 NEXTVAL 的滚动,CACHE 的管理等,最后透传给底层的基表数据引擎,实现最终的数据访问。

下面我们透过语法来看下 AliSQL SEQUENCE 的使用。

Syntax

1. CREATE SEQUENCE Syntax: 

CREATE SEQUENCE [IF NOT EXISTS] schema.sequence_name
[START WITH <constant>]
[MINVALUE <constant>]
[MAXVALUE <constant>]
[INCREMENT BY <constant>]
[CACHE <constant> | NOCACHE]
[CYCLE | NOCYCLE]
;

SEQUENCE OPTIONS:

  • START
    Sequence的起始值
  • MINVALUE
    Sequence的最小值,如果这一轮结束并且是cycle的,那么下一轮将从MINVALUE开始
  • MAXVALUE
    Sequence的最大值,如果到最大值并且是nocycle的,那么将会得到以下报错:
    ERROR HY000: Sequence 'db.seq' has been run out.
  • INCREMENT BY
    Sequence的步长
  • CACHE/NOCACHE
    Cache的大小,为了性能考虑,可以设置cache的size比较大,但如果遇到实例重启,cache内的值会丢失
  • CYCLE/NOCYCLE
    表示sequence如果用完了后,是否允许从MINVALUE重新开始

例如:

create sequence s
start with 1
minvalue 1
maxvalue 9999999
increment by 1
cache 20
cycle;

2. SHOW SEQUENCE Syntax 

SHOW CREATE [TABLE|SEQUENCE] schema.sequence_name;

CREATE SEQUENCE schema.sequence_name (
    `currval` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'current value',
    `nextval` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'next value',
    `minvalue` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'min value',
    `maxvalue` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'max value',
    `start` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'start value',
    `increment` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'increment value',
    `cache` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'cache size',
    `cycle` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'cycle state',
    `round` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'already how many round'
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

由于SEQUENCE是通过真正的引擎表来保存的,所以SHOW COMMAND看到仍然是engine table。

3. QUERY STATEMENT Syntax 

SELECT [nextval | currval | *] FROM seq;
SELECT nextval(seq),currval(seq);
SELECT seq.currval, seq.nextval from dual;

4. 兼容性 

因为要兼容MYSQLDUMP的备份方式,所以支持另外一种CREATE SEQUENCE方法,即:通过创建SEQUENCE表和INSERT一行初始记录的方式, 比如:

CREATE SEQUENCE schema.sequence_name (
    `currval` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'current value',
    `nextval` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'next value',
    `minvalue` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'min value',
    `maxvalue` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'max value',
    `start` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'start value',
    `increment` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'increment value',
    `cache` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'cache size',
    `cycle` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'cycle state',
    `round` bigint(21) NOT NULL COMMENT 'already how many round'
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

INSERT INTO schema.sequence_name VALUES(0,0,1,9223372036854775807,1,1,10000,1,0);
COMMIT;

但强烈建议使用native的CREATE SEQUENCE方法。

5. 语法限制 

  • Sequence不支持 subquery 和 join
  • 可以使用SHOW CREATE TABLE或者SHOW CREATE SEQUENCE来访问SEQUENCE结构,但不能使用SHOW CREATE SEQUENCE 访问普通表
  • 不支持 CREATE TABLE 的时候指定 SEQUENCE 引擎,sequence 表只能通过 CREATE SEQUENCE 的语法来创建