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AUTO_RANDOM 从 v3.1.0 版本开始引入

使用场景

AUTO_RANDOM 用于解决大批量写数据入 TiDB 时因含有整型自增主键列的表而产生的热点问题。详情参阅 TiDB 高并发写入场景最佳实践。

以下面语句建立的表为例：

CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, b varchar(255))

在以上语句所建的表上执行大量未指定主键值的 INSERT 语句，示例如下：

INSERT INTO t(b) VALUES ('a'), ('b'), ('c')

如以上语句，由于未指定主键列的值（a 列），TiDB 会使用连续自增的行值作为行 ID，可能导致单个 TiKV 节点上产生写入热点，进而影响对外提供服务的性能。要避免这种写入热点，可以在执行建表语句时为 a 列指定 AUTO_RANDOM 属性而不是 AUTO_INCREMENT 属性。示例如下：

CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY AUTO_RANDOM, b varchar(255))

或者

CREATE TABLE t (a bigint AUTO_RANDOM, b varchar(255), PRIMARY KEY (a))

此时再执行形如 INSERT INTO t(b) values... 的 INSERT 语句。

  • 隐式分配：如果该 INSERT 语句没有指定整型主键列（a 列）的值，或者指定为 NULL，TiDB 会为该列自动分配值。该值不保证自增，不保证连续，只保证唯一，避免了连续的行 ID 带来的热点问题。
  • 显式插入：如果该 INSERT 语句显式指定了整型主键列的值，和 AUTO_INCREMENT 属性类似，TiDB 会保存该值。注意，如果未在系统变量 @@sql_mode 中设置 NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO，即使显式指定整型主键列的值为 0，TiDB 也会为该列自动分配值。

自动分配值的计算方式如下：

该行值在二进制形式下，除去符号位的最高五位（称为 shard bits）由当前事务的开始时间决定，剩下的位数按照自增的顺序分配。

若要使用一个不同的 shard bits 的数量，可以在 AUTO_RANDOM 后面加一对括号，并在括号中指定想要的 shard bits 数量。示例如下：

CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY AUTO_RANDOM(3), b varchar(255))

以上建表语句中，shard bits 的数量为 3。shard bits 的数量的取值范围是 [1, 16)。

创建完表后，使用 SHOW WARNINGS 可以查看当前表可支持的最大隐式分配的次数：

SHOW WARNINGS

+-------+------+----------------------------------------------------------+
| Level | Code | Message                                                  |
+-------+------+----------------------------------------------------------+
| Note  | 1105 | Available implicit allocation times: 1152921504606846976 |
+-------+------+----------------------------------------------------------+

另外，要查看某张含有 AUTO_RANDOM 属性的表的 shard bits 数量，可以在系统表 information_schema.tables 中 TIDB_ROW_ID_SHARDING_INFO 一列看到模式为 PK_AUTO_RANDOM_BITS=x 的值，其中 x 为 shard bits 的数量。

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，例如：

INSERT INTO t (b) VALUES ("b")
SELECT * FROM t;
SELECT last_insert_id()

可能得到的结果如下：

+------------+---+
| a          | b |
+------------+---+
| 1073741825 | b |
+------------+---+

+------------------+
| last_insert_id() |
+------------------+
| 1073741825       |
+------------------+

兼容性

TiDB 支持解析版本注释语法。示例如下：

CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY /*T![auto_rand] auto_random */)

CREATE TABLE t (a bigint PRIMARY KEY AUTO_RANDOM)

以上两个语句含义相同。

在 SHOW CREATE TABLE 的结果中，AUTO_RANDOM 属性会被注释掉。注释会附带一个特性标识符，例如 /*T![auto_rand] auto_random */。其中 auto_rand 表示 AUTO_RANDOM 的特性标识符，只有实现了该标识符对应特性的 TiDB 版本才能够正常解析 SQL 语句片段。

该功能支持向前兼容，即降级兼容。没有实现对应特性的 TiDB 版本则会忽略表（带有上述注释）的 AUTO_RANDOM 属性，因此能够使用含有该属性的表。

使用限制

目前在 TiDB 中使用 AUTO_RANDOM 有以下限制：

  • 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。
  • 插入数据时，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。
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