AUTO_RANDOM 从 v3.1.0 版本开始引入

使用场景

由于 AUTO_RANDOM 的值具有随机性和唯一性,因此 AUTO_RANDOM 通常用于代替 AUTO_INCREMENT,以避免 TiDB 分配连续的 ID 值造成单个存储节点的写热点问题。如果当前表的 AUTO_INCREMENT 列是主键列,且列类型为 BIGINT,可以通过 ALTER TABLE t MODIFY COLUMN id BIGINT AUTO_RANDOM(5);AUTO_INCREMENT 切换成 AUTO_RANDOM

关于如何在高并发写入场景下调优 TiDB,请参阅 TiDB 高并发写入场景最佳实践

基本概念

AUTO_RANDOM 是应用在 BIGINT 类型列的属性,用于列值的自动分配。其自动分配的值满足随机性唯一性

以下语句均可创建包含 AUTO_RANDOM 列的表,其中 AUTO_RANDOM 列必须被包含在主键中,且主键只有该列。

CREATE TABLE t (a BIGINT AUTO_RANDOM, b VARCHAR(255), PRIMARY KEY (a));
CREATE TABLE t (a BIGINT PRIMARY KEY AUTO_RANDOM, b VARCHAR(255));
CREATE TABLE t (a BIGINT AUTO_RANDOM(6), b VARCHAR(255), PRIMARY KEY (a));

AUTO_RANDOM 关键字可以被包裹在 TiDB 可执行注释中,注释语法请参考 TiDB 可执行注释

CREATE TABLE t (a bigint /*T![auto_rand] AUTO_RANDOM */, b VARCHAR(255), PRIMARY KEY (a));
CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY /*T![auto_rand] AUTO_RANDOM */, b VARCHAR(255));
CREATE TABLE t (a BIGINT /*T![auto_rand] AUTO_RANDOM(6) */, b VARCHAR(255), PRIMARY KEY (a));

在用户执行 INSERT 语句时:

  • 如果语句中显式指定了 AUTO_RANDOM 列的值,则该值会被正常插入到表中。
  • 如果语句中没有显式指定 AUTO_RANDOM 列的值,TiDB 会自动生成一个随机的值插入到表中。
tidb> CREATE TABLE t (a BIGINT PRIMARY KEY AUTO_RANDOM, b VARCHAR(255));
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)

tidb> INSERT INTO t(a, b) VALUES (1, 'string');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

tidb> SELECT * FROM t;
+---+--------+
| a | b      |
+---+--------+
| 1 | string |
+---+--------+
1 row in set (0.01 sec)

tidb> INSERT INTO t(b) VALUES ('string2');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

tidb> INSERT INTO t(b) VALUES ('string3');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

tidb> SELECT * FROM t;
+---------------------+---------+
| a                   | b       |
+---------------------+---------+
|                   1 | string  |
| 1152921504606846978 | string2 |
| 4899916394579099651 | string3 |
+---------------------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)

TiDB 自动分配的 AUTO_RANDOM(S) 列值共有 64 位。其中,S 表示分片位的数量,取值范围是 115,默认为 5

AUTO_RANDOM 列值的具体结构如下:

总位数符号位分片位自增位
64 bits0/1 bitS bits(64-1-S) bits
  • 符号位的长度由该列是否存在 UNSIGNED 属性决定:存在则为 0,否则为 1
  • 分片位的内容通过计算当前事务的开始时间的哈希值而得。要使用不同的分片位数量(例如 10),可以在建表时指定 AUTO_RANDOM(10)
  • 自增位的值保存在存储引擎中,按顺序分配,每次分配完值后会自增 1。自增位保证了 AUTO_RANDOM 列值全局唯一。当自增位耗尽后,再次自动分配时会报 Failed to read auto-increment value from storage engine 的错误。

AUTO RANDOM 列隐式分配的值会影响 last_insert_id()。可以使用 SELECT last_insert_id() 获取上一次 TiDB 隐式分配的 ID。

要查看某张含有 AUTO_RANDOM 属性的表的分片位数量,除了 SHOW CREATE TABLE 以外,还可以在系统表 INFORMATION_SCHEMA.TABLESTIDB_ROW_ID_SHARDING_INFO 一列中查到模式为 PK_AUTO_RANDOM_BITS=x 的值,其中 x 为分片位的数量。

使用限制

目前在 TiDB 中使用 AUTO_RANDOM 有以下限制:

  • 要使用显式插入的功能,需要将系统变量 @@allow_auto_random_explicit_insert 的值设置为 1(默认值为 0)。不建议自行显式指定含有 AUTO_RANDOM 列的值。不恰当地显式赋值,可能会导致该表提前耗尽用于自动分配的数值。
  • 该属性必须指定在 BIGINT 类型的主键列上,否则会报错。此外,当主键属性为 NONCLUSTERED 时,即使是整型主键列,也不支持使用 AUTO_RANDOM。要了解关于 CLUSTERED 主键的详细信息,请参考聚簇索引
  • 不支持使用 ALTER TABLE 来修改 AUTO_RANDOM 属性,包括添加或移除该属性。
  • 支持将 AUTO_INCREMENT 属性改为 AUTO_RANDOM 属性。但在 AUTO_INCREMENT 的列数据最大值已接近 BIGINT 类型最大值的情况下,修改可能会失败。
  • 不支持修改含有 AUTO_RANDOM 属性的主键列的列类型。
  • 不支持与 AUTO_INCREMENT 同时指定在同一列上。
  • 不支持与列的默认值 DEFAULT 同时指定在同一列上。
  • AUTO_RANDOM 列的数据很难迁移到 AUTO_INCREMENT 列上,因为 AUTO_RANDOM 列自动分配的值通常都很大。
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