一道经典的MySQL面试题,答案出现三次反转

前几天偶然看到大家在讨论一道面试题,而且答案也不够统一,我感觉蛮有意思,在此就做一个解读,整个过程中确实会有几处反转。

我们先来看下题目:

一张表,里面有ID自增主键,当insert了17条记录之后,删除了第15,16,17条记录,再把MySQL重启,再Insert一条记录,这条记录的ID是18还是15.

和后面的一些题目整体来看,难度不大,都是一些看起来很基础的问题,但是这道题目引起了我的注意,因为这道题目的背景过于开放,所以答案也是不固定的,而这也是我们在技术学习中需要保持的严谨态度。

首先这道题整体来看,想表达的是对于MySQL中自增列的理解。

按照我们常规理解的逻辑,ID自增,应该是18,按照这个逻辑怎么都不应该是15吧?

但是这个答案对吗?显然不是,我们进入第一轮反转。

确实,对于自增列的问题,这个是MySQL里面饱受诟病的老问题了。如果节点重启,会从数据列中按照max(id)+1的方式来处理,在多环境历史数据归档的情况下,如果主库重启,很可能会出现数据不一致的情况,记得在MySQL bug中很多人留言,说十多年前的老问题了,怎么还不解决。

而在OpenWorld上面Percona CEO Peter也再次提到了这个问题。

我认真查了一下这个bug的历史,巧合的是,这个问题是Peter在十几年前提出的,时光荏苒,一直没有修复。

好的,按照MySQL bug的思路来理解,答案应该是15了。

但是这个答案对吗?显然不是,我们进入第二轮反转。

这个题目的背景是不够清晰的,这个表的存储引擎没有说是InnoDB还是MyISAM,所以存在不确定性,这么说的意义在于,自增列的信息在MyISAM和InnoDB中的维护逻辑是不大一样的,在MyISAM中是存储持久化在文件中的,当数据库重启之后,是可以通过持久化的信息持续对ID进行自增的,而InnoDB的自增列信息既不在.frm文件,也不在.ibd文件中,所以在此启动的时候会按照max(id)+1的算法进行修复。

所以如果是MyISAM,则答案应该是18,而如果是InnoDB,则答案是15.

我们可以综合对比,用一个小的测试来模拟复现,我们选择的是MySQL 5.7环境。

为了对比明显,我们创建两张表test_innodb和test_myisam,分别对应InnoDB和MyISAM存储引擎,来做同样的操作,看看重启后的差异情况。

>>create table test_innodb(id int primary key auto_increment,name varchar(30)) engine=innodb;>>create table test_myisam(id int primary key auto_increment,name varchar(30)) engine=myisam; 

插入几行数据,查看数据

>>insert into test_innodb(name) values('aa'),('bb'),('cc');Query OK, 3 rows affected (0.00 sec)Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0 
>>insert into test_myisam(name) values('aa'),('bb'),('cc'); Query OK, 3 rows affected (0.00 sec)Records: 3 Duplicates: 0 Warnings: 0 

查看两张表的数据情况,数据是完全一样

>>select *from test_innodb;+----+------+| id | name |+----+------+| 1 | aa || 2| bb || 3 | cc |+----+------+3 rows in set (0.00 sec) 
>>select *from test_myisam;+----+------+| id | name |+----+------+| 1 | aa || 2| bb || 3 | cc |+----+------+3 rows in set (0.00 sec) 

在1,2,3的基础上,我们继续插入值为5,跳过id值为4

>>insert into test_innodb(id,name) values(5,'ee');Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
>>insert into test_myisam(id,name) values(5,'ee'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 

此时查看test_innodb自增列已经开始增长,值为6.

>>show create table test_innodb\G CREATE TABLE `test_innodb` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf81 row in set (0.00 sec) 

删除id=5的记录

>>delete from test_innodb where id=5;Query OK, 1 row affected (0.01 sec) 

删除记录之后,自增列还是保持不变。

>>show create table test_innodb\G CREATE TABLE `test_innodb` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf81 row in set (0.00 sec) 

同理test_myisam也做同样的测试,结果是完全一样的,在此略过日志。

我们停止数据库

>>shutdown;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) 

重启数据库

#mysqld_safe --defaults-file=/data/mysql_5723/my.cnf & 

此时查看test_innodb和test_myisam的自增列就开始出现差异了。

MyISAM存储引擎的表test_myisam的自增列还是不变,为6.

>>show create table test_myisam\G CREATE TABLE `test_myisam` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf81 row in set (0.00 sec) 

而InnoDB存储引擎的表test_innodb的自增列却变为了4

>>show create table test_innodb\G *************************** 1. row *************************** Table: test_innodbCreate Table: CREATE TABLE `test_innodb` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 

我们继续插入一条数据,保持id列自增。

>>insert into test_innodb(name) values('ee');Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
>>insert into test_myisam(name) values('ee'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 

可以看到两张表的id列已经分道扬镳了。

>>select *from test_innodb; +----+------+| id | name |+----+------+| 1 | aa || 2 | bb || 3 | cc || 4 | ee |+----+------+4 rows in set (0.00 sec) 
>>select *from test_myisam; +----+------+| id | name |+----+------+| 1 | aa || 2 | bb || 3 | cc || 6 | ee |+----+------+4 rows in set (0.00 sec) 

小结:对于MyISAM和InnoDB的表,因为存储引擎对于自增列的实现机制不同,ID值也可能会有所不同,对于InnoDB存储引擎的表,ID是按照max(id)+1的算法来计算的。

但是这个答案对吗?显然不是,因为还是不够严谨,我们进入第三轮反转。

这个问题不够严谨是因为技术是逐步发展的,这个问题在MySQL 8.0中有了答案,对于InnoDB的自增列信息,如果断电之后会直接丢失,很可能造成级联从库间的数据同步出现问题,而在MySQL 8.0之后,这个信息写入了共享表空间中,所以服务重启之后,还是可以继续追溯这个自增列的ID变化情况的。

限于篇幅,因为测试日志是很相似的,我就直接给出测试后的日志,这是在数据库重启之后的自增列情况,可以看到test_innodb和test_myisam的自增列是完全一样的。

mysql> show create table test_myisam\G*************************** 1. row *************************** Table: test_myisamCreate Table: CREATE TABLE `test_myisam` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci1 row in set (0.00 sec) 
mysql> show create table test_innodb\G *************************** 1. row *************************** Table: test_innodbCreate Table: CREATE TABLE `test_innodb` ( `id` int(11) NOT AUTO_INCREMENT, `name` varchar(30) DEFAULT , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci1 row in set (0.00 sec) 

我们做一个小结:

在MySQL 8.0之前:

1)如果是MyISAM表,则数据库重启后,ID值为18

2)如果是InnoDB表,则数据库重启后,ID值为15

在MySQL 8.0开始,

1)如果是MyISAM表,则数据库重启后,ID值为18

2)如果是InnoDB表,则数据库重启后,ID值为18

此处需要补充的是,对于ID自增列,在MySQL 5.7中可以使用sys schema来进行有效监控了,可以查看视图schema_auto_increment_columns 来进行列值溢出的有效判断。

更难能可贵的是,如果是MySQL 5.7版本以下,虽然没有sys schema特性,但是可以复用MySQL 5.7中的schema_auto_increment_columns 的视图语句,也是可以对列值溢出进行有效判断的。

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