MySQLの自動増分IDについて知っておくべきこと

はじめに: MySQL を使用してテーブルを作成する場合、通常は自動インクリメント フィールド (AUTO_INCREMENT) を作成し、このフィールドを主キーとして使用します。この記事では、自動増分 ID に関するすべてを質問と回答の形式で説明します。

注: この記事はすべて Innodb ストレージ エンジンに基づいています。

1. MySQL ではなぜ自動インクリメント列 ID を主キーとして設定することを推奨しているのですか?

• 主キー (PRIMARY KEY) を定義すると、InnoDB は主キーをクラスター化インデックスとして選択します。主キーが明示的に定義されていない場合、InnoDB は NULL 値を含まない最初の一意のインデックスを主キー インデックスとして選択します。そのような一意のインデックスがない場合、InnoDB は組み込みの 6 バイト ROWID を暗黙のクラスター化インデックスとして選択します (ROWID は行レコードが書き込まれるにつれて増加します。この ROWID は ORACLE の ROWID のように参照可能ではなく、暗黙的です)。
• データ レコード自体は、プライマリ インデックス (B+ ツリー) のリーフ ノードに格納されます。これには、同じリーフ ノード (メモリ ページまたはディスク ページのサイズ) 内の各データ レコードが主キーの順序で格納される必要があります。したがって、新しいレコードが挿入されるたびに、MySQL はそれを適切なノードに挿入し、主キーに従って配置します。ページが負荷係数 (InnoDB のデフォルトは 15/16) に達すると、新しいページ (ノード) が開かれます。
• テーブルが自動増分主キーを使用している場合、新しいレコードが挿入されるたびに、そのレコードは現在のインデックス ノードの後続の位置に順番に追加されます。ページがいっぱいになると、新しいページが自動的に開かれます。
• 自動増分しない主キー（ID番号や学生ID番号など）を使用する場合、主キーの値はほぼランダムであるため、新しいレコードはそれぞれ既存のインデックスページの中央に挿入されます。このとき、MySQLはデータを移動して新しいレコードを適切な位置に挿入する必要があります。ターゲットページはディスクに書き戻され、キャッシュからクリアされた後、ディスクから読み戻す必要があります。これにより、多くのオーバーヘッドが追加されます。同時に、頻繁な移動とページング操作により、大量の断片化が発生し、インデックス構造が十分にコンパクトではなくなります。OPTIMIZE TABLEを使用してテーブルを再構築し、充填ページを最適化する必要があります。

要約すると、自動インクリメント列を主キーとして使用すると、アクセス効率が最高になります。

2. 自動インクリメント列 ID は必ず連続している必要がありますか?

自動増分 ID の増分は必ずしも連続的ではありません。

まず、MySQL の自動インクリメント値の保存戦略を見てみましょう。

InnoDB エンジンの自己増分値は、実際にはメモリに保存されます。MySQL 8.0 になって初めて、「自己増分永続性」、つまり「再起動が発生した場合、テーブルの自己増分値を MySQL 再起動前の値に復元できる」機能が実現されました。具体的な状況は次のとおりです。
MySQL 5.7 以前のバージョンでは、自動インクリメント値はメモリに保存され、永続化されません。再起動のたびに、テーブルが初めて開かれたときに、自動インクリメント値の最大値 max(id) が検索され、その後、max(id)+1 がテーブルの現在の自動インクリメント値として使用されます。
たとえば、テーブルの現在のデータ行の最大 ID が 10 の場合、AUTO_INCREMENT=11 になります。このとき、id=10 の行は削除され、AUTO_INCREMENT は 11 のままです。ただし、インスタンスをすぐに再起動すると、このテーブルの AUTO_INCREMENT は再起動後に 10 になります。
つまり、MySQL を再起動すると、テーブルの AUTO_INCREMENT 値が変更される可能性があります。
MySQL 8.0 では、自動インクリメント値の変更は redo ログに記録されます。再起動時には redo ログを使用して再起動前の値を復元します。

自動増分 ID が不連続になる原因となる状況としては、次のようなものが考えられます。

• 1. ユニークキーの競合
• 2. トランザクションのロールバック
• 3. 自動増分 ID を一括適用する SELECT ステートメントを挿入します。
  

3.自動増分IDに上限はありますか？

自動インクリメント ID は整数フィールドです。成長 ID を定義するために int 型を使用することが多いのですが、int 型には上限があるため、成長 ID にも上限があります。

次の表に、int および bigint フィールド タイプの範囲を示します。

上記の表から、自動インクリメントフィールドが int signed 型を使用する場合、最大値は 2147483647 に達し、21 億を超え、int unsigned 型を使用する場合、最大値は 4294967295 に達し、42 億を超えることがわかります。もちろん、bigint はより広い範囲を表すことができます。

次に、自動インクリメント ID が最大値に達し、データを再度挿入すると何が起こるかをテストします。

create table t(id int unsigned auto_increment primary key) auto_increment=4294967295;insert into t values(null);// 行 4294967295 が正常に挿入されましたshow create table t;/* CREATE TABLE `t` (`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4294967295;*/
insert into t values(null);//キー 'PRIMARY' のエントリ '4294967295' が重複しています

実験から、自動インクリメント ID が最大値に達すると、拡張できないことがわかります。最初の挿入ステートメントでデータが正常に挿入された後、このテーブルの AUTO_INCREMENT は変更されず (4294967295 のまま)、2 番目の挿入ステートメントで同じ自動インクリメント ID 値が取得されます。挿入ステートメントを再度実行しようとすると、主キーの競合エラーが報告されます。

4. 自動インクリメント列をどのように維持すればよいですか?

メンテナンスに関しては、次の 2 つの提案が提供されています。

• 1. フィールド タイプの選択: int unsigned タイプの使用をお勧めします。テーブル内のデータ量が非常に大きくなることが予想される場合は、代わりに bigint unsigned タイプを使用できます。
• 2. 主キーのオーバーフローを防ぐために、大きなテーブルの自動インクリメント値にさらに注意を払います。

上記は、MySQL 自動増分 ID について知っておく必要のある詳細です。MySQL 自動増分 ID の詳細については、123WORDPRESS.COM の他の関連記事に注目してください。