近期听闻寒潮来临，作为一个热爱学习的人，勇于面对疾风，在第二次寒潮来临时，与某大厂面试官鏖战了近1个多小时后，本以为大获全胜，谁料大佬随口给来一记重拳：自增主键连续吗？

我们都知道，创建表时一般都会写上id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT代表主键的连续性，那么当然要毫不客气的告诉他，连续！必须连续！
如果这么说了，那么恭喜你，可能就挂了啊，兄dei.
听我娓娓道来
首先你要这么告诉他

1.主键连续性的意义

自增主键可以让主键索引尽量地保持递增顺序插入，避免了页分裂，索引更紧凑。所以一般都会设置为主键自增。

但并不是所有情况下自增主键都会连续。下面我会举几个例子来说明下，什么情况下，主键自增但不是连续的。
在这之前呢，我大大方方的告诉面试官了2个事情，自增值保存在哪里，自增值是如何修改的。

2.自增值保存在哪里

先来构建一张表

CREATE TABLE `user2` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增id',
  `name` varchar(32) COLLATE utf8_bin NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `age` int(6) NOT NULL DEFAULT '0',
  `phone` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '',
  `ctime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `mtime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=0 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='用户信息'

看 AUTO_INCREMENT=0 证明下一个插入的值ID应该从1开始
其实，这个输出结果容易引起这样的误解：自增值是保存在表结构定义里的。实际上，表的结构定义存放在后缀名为.frm 的文件中，但是并不会保存自增值。

那么到底放在哪里呢？
不同的引擎对于自增值的保存策略不同。

• MyISAM 引擎的自增值保存在数据文件中。
• InnoDB 引擎的自增值，保存在了内存里，并且到了 MySQL 8.0 版本后，才有了“自增值持久化”的能力，也就是才实现了“如果发生重启，表的自增值可以恢复为 MySQL 重启前的值”，具体情况是：
  • 在 MySQL 5.7 及之前的版本，自增值保存在内存里，并没有持久化。每次重启后，第一次打开表时，都会去找自增值的最大值 max(id)，然后将 max(id)+1 作为这个表当前的自增值。举例来说，如果一个表当前数据行里最大的 id 是 10，AUTO_INCREMENT=11。这时候，我们删除 id=10 的行，AUTO_INCREMENT 还是 11。但如果马上重启实例，重启后这个表的 AUTO_INCREMENT 就会变成 10。也就是说，MySQL 重启可能会修改一个表的 AUTO_INCREMENT 的值。
  • 在 MySQL 8.0 版本，将自增值的变更记录在了 redo log 中，重启的时候依靠 redo log 恢复重启之前的值。

3.自增值怎么修改（what, how， when ）

3.1如何修改

当定义主键为AUTO_INCREMENT时，插入一条数据时，会做如下行为
1.当插入数据时，ID指定为0 或者 null时，就把这个表当前的AUTO_INCREMENT填写到自增字段ID上
2.如果ID指定了值，就用指定的值插入。

3.2 什么时候修改

1.首先插入insert into user2(id,name, age, phone) values (null, '主键', 12, '32432432');,因为没有指定id，先获取表的自增值当做主键（假设此时为1）
2.将传入的值改为insert into user2(id,name, age, phone) values (1,'主键', 12, '32432432');
3.将自增值改为2
4.继续执行操作

可以看到，这个表的自增值改成 2，是在真正执行插入数据的操作之前。

4.自增主键不连续的情况

4.1 事务回滚

假设主键连续的情况下，t5时刻和t3 时刻的主键都应该是1，因为事务A 发生了回滚，假如没有发生回滚，那么事物B的ID应该是4.
看效果：

结果却是主键不是1而是4，为什么会是这样呢？
为什么在出现回滚的时候，MySQL 没有把表 的自增值改回去呢？如果把表 的当前自增值从 4 改回 1，再插入新数据的时候，不就可以生成 id=2 的一行数据了吗？其实，MySQL 这么设计是为了提升性能。接下来，分析一下这个设计思路，看看自增值为什么不能回退。

假设有两个并行执行的事务，在申请自增值的时候，为了避免两个事务申请到相同的自增 id，肯定要加锁，然后顺序申请。

1. 假设事务 A 申请到了 id=1，2，3， 事务 B 申请到 id=4，那么这时候表的自增值是 5，之后继续执行。
2. 事务 B 正确提交了，但事务 A 出现了回滚
3. 如果允许事务 A 把自增 id 回退，也就是把表 的当前自增值改回 2，那么就会出现这样的情况：表里面已经有 id=4的行，而当前的自增 id 值是 2。
4. 接下来，继续执行的其他事务就会申请到 id=2，然后再申请到 id=3，最后到ID=4。这时，就会出现插入语句报错“主键冲突”。

那么如果要解决这个问题，有2种可行方案：

1. 每次申请 id 之前，先判断表里面是否已经存在这个 id。如果存在，就跳过这个 id。但是，这个方法的成本很高。因为，本来申请 id 是一个很快的操作，现在还要再去主键索引树上判断 id 是否存在。

2. 把自增 id 的锁范围扩大，必须等到一个事务执行完成并提交，下一个事务才能再申请自增 id。这个方法的问题，就是锁的粒度太大，系统并发能力大大下降。

可见，这两个方法都会导致性能问题。造成这些麻烦的罪魁祸首，就是我们假设的这个“允许自增 id 回退”的前提导致的。因此，InnoDB 放弃了这个设计，语句执行失败也不回退自增 id。也正是因为这样，所以才只保证了自增 id 是递增的，但不保证是连续的。

所以你会看到当事务A执行完，但未提交时，事务B 的show create table user2 的 AUTO_INCREMENT=4也就证实了这个说法。

4.2 唯一健冲突

其实当唯一健冲突时，也同样发生了回滚，所以具体情况和4.1所说的事务回滚一样。

4.3自增主键的批量申请

上SQL

insert into user2 (id,name,age)values(null, 1,1);
insert into user2 (id,name,age) values(null, 2,2);
insert into user2 (id,name,age) values(null, 3,3);
insert into user2 (id,name,age) values(null, 4,4);
create table user3 like user2;
insert into user3(name,age) select name,age from user2;
show create  table user3;
insert into user3 (id,name,age) values(null, 5,5);
show create  table user3;

结果：

可以看到此时主键发生了不连续性。
这是什么情况呢。那么一起来看下主键锁吧。

5.自增锁

5.1自增锁的设计历史

在 MySQL 5.0 版本的时候，自增锁的范围是语句级别。也就是说，如果一个语句申请了一个表自增锁，这个锁会等语句执行结束以后才释放。显然，这样设计会影响并发度。

MySQL 5.1.22 版本引入了一个新策略，新增参数 innodb_autoinc_lock_mode，默认值是 1。

• 这个参数的值被设置为 0 时，表示采用之前 MySQL 5.0 版本的策略，即语句执行结束后才释放锁；
• 这个参数的值被设置为 1 时：普通 insert 语句，自增锁在申请之后就马上释放；类似 insert … select 这样的批量插入数据的语句，自增锁还是要等语句结束后才被释放；
• 这个参数的值被设置为 2 时，所有的申请自增主键的动作都是申请后就释放锁。

当我说完这个的时候，隐约像是给自己挖了一个大坑，面试官抓住机会问到：为什么默认设置下，insert … select 要使用语句级的锁？为什么这个参数的默认值不是 2？

大大方方的告诉他，这么设计是为了数据一致性。
回想下4.3的SQL

在这个例子里，我往表 user2中插入了 4 行数据，然后创建了一个相同结构的表 user3，然后两个 session 同时执行向表 user3 中插入数据的操作。

你可以设想一下，如果 session B 是申请了自增值以后马上就释放自增锁，那么就可能出现这样的情况

• session B 先插入了两个记录，(1,1,1)、(2,2,2)；
• 然后，session A 来申请自增 id 得到 id=3，插入了（3,5,5)；
• 之后，session B 继续执行，插入两条记录 (4,3,3)、 (5,4,4)。

你可能会说，这也没关系吧，毕竟 session B 的语义本身就没有要求表 t2 的所有行的数据都跟 session A 相同。是的，从数据逻辑上看是对的。但是，如果我们现在的 binlog_format=statement，你可以设想下，binlog 会怎么记录呢？

binlog 拿去从库执行，或者用来恢复临时实例，备库和临时实例里面，session B 这个语句执行出来，生成的结果里面，id 都是连续的。这时，这个库就发生了数据不一致。

其实，这是因为原库 session B 的 insert 语句，生成的 id 不连续。这个不连续的 id，用 statement 格式的 binlog 来串行执行，是执行不出来的。

所以解决办法如下2种：
1.让原库的批量插入数据语句，固定生成连续的 id 值。所以，自增锁直到语句执行结束才释放，就是为了达到这个目的。

2.在 binlog 里面把插入数据的操作都如实记录进来，到备库执行的时候，不再依赖于自增主键去生成。这种情况，其实就是 innodb_autoinc_lock_mode 设置为 2，同时 binlog_format 设置为 row。

因此，在生产上，尤其是有 insert … select 这种批量插入数据的场景时，从并发插入数据性能的角度考虑，建议设置：innodb_autoinc_lock_mode=2 ，并且 binlog_format=row. 这样做，既能提升并发性，又不会出现数据一致性问题。（到这里不信面试官不给你竖个大拇指。）

但是，在普通的 insert 语句里面包含多个 value 值的情况下，即使 innodb_autoinc_lock_mode 设置为 1，也不会等语句执行完成才释放锁。因为这类语句在申请自增 id 的时候，是可以精确计算出需要多少个 id 的，然后一次性申请，申请完成后锁就可以释放了。也就是说，批量插入数据的语句，之所以需要这么设置，是因为“不知道要预先申请多少个 id”。

既然预先不知道要申请多少个自增 id，那么一种直接的想法就是需要一个时申请一个。但如果一个 select … insert 语句要插入 10 万行数据，按照这个逻辑的话就要申请 10 万次。显然，这种申请自增 id 的策略，在大批量插入数据的情况下，不但速度慢，还会影响并发插入的性能。

因此，对于批量插入数据的语句，MySQL 有一个批量申请自增 id 的策略：

1.语句执行过程中，第一次申请自增 id，会分配 1 个；
2.1 个用完以后，这个语句第二次申请自增 id，会分配 2 个；
2.2 个用完以后，还是这个语句，第三次申请自增 id，会分配 4 个；
3.依此类推，同一个语句去申请自增 id，每次申请到的自增 id 个数都是上一次的两倍。
所以你看4.3的结果图自增主键已经到了8

现在这般，面试官漏出了满意的笑容。