数据库主键生成策略

Posted 2020-07-26 狼来了

     在建立数据库的时候，需要为每张表指定一个主键，所谓主键就是能够唯一标识表中某一行的属性或属性组，一个表只能有一个主键，但可以有多个候选索引。因为主键可以唯一标识某一行记录，所以可以确保执行数据更新、删除的时候不会出现张冠李戴的错误。数据库的主键生成有多种方式，每种方式都有其优点和缺点，应该根据不同的需求在主键的时间和空间效率上做平衡折中，从而选择不同的主键生成策略。归纳起来，对主键的选择主要有以下四种方式：

1. 自动增长字段
   　　自动增长型字段允许我们在向数据库添加数据时，不考虑主键的取值，记录插入后，数据库系统会自动为其分配一个值，确保绝对不会出现重复。
2. 手动增长字段
   　　手动增长型的字段，也就是说主键的值需要自己维护，通常情况下需要建立一张单独的表存储当前主键键值。
3. GUID类型
   　　GUID是Globally Unique IDentifier的缩写，是一个128位的随机数,并保证不产生重复。
4. COMB类型
   　　COMB（combine）型可以理解为一种改进的GUID，它通过组合GUID和系统时间，以使其在索引和检索事有更优的性能。 

         

下表列出四种主键生成方式优缺点的比较：

主键生成策略	优点	缺点
自动增长字段	使用简单	不同数据库获取当前值方式不同； 难以应用在多个数据库间进行数据迁移的情况。
手动增长型字段	可以获得最新键值 可以确保数据合并过程中不会出现键值冲突	通常情况下需要建立一张单独的表存储当前主键键值； 增加一次数据库访问来获取当前主键键值； 考虑并发冲突等，增加系统的复杂程度。
使用GUID	直接生成GUID，获得最新键值以填充主键，使用方便； 可以确保数据合并过程中不会出现键值冲突； 避免了前两种方式获取当前键值所增加的开销。	占用较多存储空间； 索引耗时； 在多表链接查询时效率不如int型
使用“COMB”类型	保留GUID的已有优点； 利用时间信息与GUID组合起来，增加有序性以提高索引效率。	需要设计COMB的生成算法； 和GUID一样占用较多存储空间； 在多表链接查询时效率不如int型，但优于GUID。

COMB类型主键生成实现:

COMB数据类型的基本设计思路是这样的：既然GUID数据因毫无规律可言造成索引效率低下，影响了系统的性能，那么能不能通过组合的方式，保留GUID的10个字节，用另6个字节表示GUID生成的时间（DateTime），这样我们将时间信息与GUID组合起来，在保留GUID的唯一性的同时增加了有序性，以此来提高索引效率。

在NHibernate中，COMB型主键的生成代码如下所示：

public Guid GenerateComb()
{
    byte[] guidArray = Guid.NewGuid().ToByteArray();

    DateTime baseDate = new DateTime(1900, 1, 1);
    DateTime now = DateTime.Now;

    // Get the days and milliseconds which will be used to build 
    //the byte string 
    TimeSpan days = new TimeSpan(now.Ticks - baseDate.Ticks);
    TimeSpan msecs = now.TimeOfDay;

    // Convert to a byte array   
    // Note that SQL Server is accurate to 1/300th of a 
    // millisecond so we divide by 3.333333 
    byte[] daysArray = BitConverter.GetBytes(days.Days);
    byte[] msecsArray = BitConverter.GetBytes((long)(msecs.TotalMilliseconds / 3.333333));

    // Reverse the bytes to match SQL Servers ordering 
    Array.Reverse(daysArray);
    Array.Reverse(msecsArray);

    // Copy the bytes into the guid 
    Array.Copy(daysArray, daysArray.Length - 2, guidArray,guidArray.Length - 6, 2);
    Array.Copy(msecsArray, msecsArray.Length - 4, guidArray,guidArray.Length - 4, 4);

    return new Guid(guidArray);
}