概述

本文将为您介绍Sequence的相关概念和支持的类型。

PolarDB-X全局唯一数字序列（64位数字，对应MySQL中Signed BIGINT类型，以下简称为Sequence）的主要目标是为了生成全局唯一和有序递增的数字序列，常用于主键列、唯一索引列等值的生成。

基本概念

了解以下概念，将帮助您更好地选用Sequence类型：

  • 连续：如果本次取值为n，下一次取值一定是n + 1，则是连续的；如果下一次取值不能保证为n + 1，则是非连续的；

  • 单调递增：如果本次取值为n，下一次取值一定是一个比n大的数，则是单调递增的；

  • 单点：存在单点故障风险；

  • 宏观上单调递增，微观上非单调递增：类似于1、3、2、4、5、7、6、8、......这样的序列，这个序列从宏观是看是递增的，微观上非单调递增。

  • 单元化能力：能够跨实例或跨库分配全局唯一数字序列。

用法

PolarDB-X中的Sequence主要有两类用法：

  • 显式Sequence：通过Sequence DDL语法创建和维护，可以独立使用；通过select seq.nextval获取序列值，seq 是具体Sequence的名字。

  • 隐式Sequence，在为主键定义AUTO_INCREMENT后，用于自动填充主键，由PolarDB-X自动维护。

支持的Sequence类型及其特性

PolarDB-X目前共支持如下4种Sequence类型：

类型（缩写） 全局唯一 连续 单调递增 同一连接内单调递增 非单点 数据类型 可读性 单元化能力
Group Sequence（GROUP） 是 否 否 是 是 所有整型 好 否
单元化 Group Sequence（GROUP） 是 否 否 是 是 所有整型 好 是
Time-based Sequence（TIME） 是 否 宏观上单调递增，微观上非单调递增 是 是 仅支持 BIGINT 差 否
Simple Sequence（SIMPLE） 是 是 是 是 否 所有整型 好 否

Group Sequence（GROUP，默认使用）

全局唯一的Sequence，产生的值是自然数序列，但是不保证连续和单调递增。如果未指定Sequence类型，PolarDB-X默认使用Group Sequence。

实现原理：采用多个节点产生值来保证高可用，每次取出一段值，如果该段值没有取完（比如连接断掉等情形），就会产生跳跃段。

  • 优点：全局唯一，不会产生单点问题，性能非常好。

  • 缺点：产生的序列不连续，可能会有跳跃段；不会严格从起始值开始取值；不能循环。

单元化 Group Sequence（GROUP）

以Group Sequence为基础，扩展了单元化能力，能够跨实例或跨库实现全局唯一，但同样不保证连续和单调自增。当单元化 Group Sequence仅配置一个单元时，等价于普通的Group Sequence。

  • 优点：具备Group Sequence的所有优点，且扩展了单元化能力。

  • 缺点：产生的序列不连续，可能会有跳跃段；不会严格从起始值开始取值；不能循环。

基本原理与Group Sequence相同；通过扩展参数选项，支持自定义单元数量和单元索引：

  • 单元数量决定了单元化 Group Sequence的全局唯一数字序列分配空间；

  • 每个单元（由单元索引指定）占用全局唯一数字序列分配空间中的一个子集；

  • 不同单元（指定了不同的单元索引）占用的子集之间不重叠（即不会分配相同的Sequence值）；

  • 属于同一个全局唯一数字序列分配空间的每个单元化Group Sequence，必须指定相同的单元数量和不同的单元索引。

说明

单元化 Group Sequence从以下版本开始提供支持：

  • V5.2：V5.2.7-1606682（2018.4.27）

  • V5.3：V5.3.3-1670435（2018.8.15）

Time-based Sequence（TIME）

基于时间戳+节点编号+序列号组合而成的一种Sequence，保证全局唯一和宏观自增；这种Sequence值的更新不依赖于数据库，也不需要持久化到数据库，仅在数据库中保留名称和类型信息，性能很好；产生的是类似于776668092129345536、776668098018148352、776668111578333184、776668114812141568、......这样的序列值。

  • 优点：全局唯一、性能很好。

  • 缺点：产生的序列不连续，起始值、步长、最大值、是否循环这些参数对于Time-based Sequence无意义。

说明

  • 用于表中自增列时，必须使用BIGINT类型；

  • Time-based Sequence从以下版本开始提供支持：

    • V5.2：V5.2.8-15432885（2018.11.27）

    • V5.3：V5.3.6-15439241（2018.11.29）

Simple Sequence（SIMPLE）

仅Simple Sequence支持自定义步长、最大值和循环/非循环利用。

  • 优点：全局唯一、连续、单调递增，并具备最大值和循环利用等特性。

  • 缺点：单点，性能较差，存在瓶颈，需要谨慎使用。

每产生一个值都要进行一次持久化操作。

使用场景

这几种Sequence都保证全局唯一，均可以应用在主键列和唯一索引列。

  • 大部分场景下建议选用Group Sequence；

  • 如果有跨实例或跨库分配全局唯一数字序列的需求，可以选用单元化Group Sequence；

  • 如果业务上能接受整体趋势上的宏观自增，不介意微观上的不保证自增，且不想依赖数据库的分配机制，则Time-based Sequence可能是合适的选择；

  • 如果业务强依赖连续的Sequence值，此时只能使用Simple Sequence（注意Simple Sequence的性能问题）。

以创建一个起始值是100000，步长为1的Sequence为例说明。

  • 如果采用 Simple Sequence ，则会严格产生100000、100001、100002、100003、100004、.....、200000、200001、200002、200003、......这样的序列（全局唯一、连续、单调递增）。Simple Sequence 会保证持久化，即使发生单点问题，服务重启后依然会在断点继续产生 Sequence 值，中间不会产生跳跃段。Simple Sequence 的机理是每产生一个值都要进行一次持久化操作，因此性能并不是很好。

  • 如果采用 Group Sequence 或 单元化 Group Sequence ，产生的序列有可能是200001、200002、200003、200004、100001、100002、100003、......这样的序列。

说明

  • Group Sequence起始值并不会严格从设定的参数（本例中是100000）开始，但保证比该参数大。本例中是从200001开始取值的。

  • Group Sequence保证全局唯一，但是会有跳跃段。比如 roup Sequence的某个节点失效，或者某个连接只取了一部分值，然后该连接被关闭了，都会产生跳跃段。该例中200004和100001之间产生了跳跃段。

  • 单元化Group Sequence跨实例或跨库的全局唯一性，必须通过指定相同的单元数量和不同的单元索引来保证。

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