主键的生成方式主要有三种:

一. 数据库自动生成
二. GUID
三. 开发创建

严格讲这三种产生方式有一定的交叉点,其定位方式将在下面进行讲解。


第一种方式,主要将其定位在自增长的标识种子:可以设置起始数值,及增长步长。其优点在于使用时完全将并发任务交于数据库引擎管理,你不用担心存在多用户使用的时候会产生两个相同的ID的情况。其缺点也在于此,多数的数据库不提供直接获取标识ID的方式,对于开发人员来说产生ID的方式是透明的,开发人员几乎无法干预此项。对于数据的迁移也不是很方便。

由于存在上面的利弊,这种自增长的ID一般多用于设计基础表(系统运行的基础信息,如员工表)主键,而极少(根本不)用于主从表主、外键,因为在产生主从表数据并关联时,必须确定主表的ID,然后才能定位从表的关联ID。 例(MsSQL):

--创建测试表
CREATE TABLE [Identity](
    Id INT IDENTITY(1,2) NOT NULL PRIMARY KEY,--种子的起始值1,步长2
    Number VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL,
    Name VARCHAR(20) NOT NULL,
    Password VARCHAR(20) DEFAULT(123),
    Description VARCHAR(40) NULL    
)
--插入记录
INSERT INTO [Identity](Number,Name,Description) VALUES('001','1st','Id=1,因为起始值1')
INSERT INTO [Identity](Number,Name,Description) VALUES('002','2nd','Id=3,因为起始值1,步长2')
INSERT INTO [Identity](Number,Name,Description) VALUES('003','3rd','Id=5,由于字符长度超长,报错插入失败,造成此Id产生后被放弃')
INSERT INTO [Identity](Number,Name,Description) VALUES('004','4th','Id=7 not 5,因为第三条记录插入失败')
--检索记录,查看结果
SELECT * FROM [Identity]

结果:

(1 行受影响)
(1 行受影响)
消息 8152,级别 16,状态 14,第 3 行
将截断字符串或二进制数据。
语句已终止。
(1 行受影响)
(3 行受影响)
Id Number Name Password Description
1 001 1st 123 Id=1,因为起始值1
3 002 2nd 123 Id=3,因为起始值1,步长2
7 004 4th 123 Id=7 not 5,因为第三条记录插入失败


第二种方式,GUID即Globally Unique Identifier,也称为UUID(Universally Unique IDentifier),全球唯一标识符,GUID一般由32位十六进制的数值组成,其中包含网卡地址、时间及其他信息。任何两台电脑都不会产生相同的GUID,他的优点在唯一性,当需要数据库整合时,能节约不少劳动力。比如总公司和分公司各自系统独立运行,所有分公司数据定期需要提交到总部,可以避免合并数据时主键冲突问题,同时GUID还兼具自增长标识种子特点,无需开发人员太多的关注。但是GUID信息量大,占用空间也大,关联检索时,估计效率上也不是很高,对于32位的十六进制其可读性也差,虽然主键有对用户的无意义性,但是在设计或者调试交流时很不方便。

从长远考虑,为了保证数据的可移植性,一般还是会选择使用GUID来作为主键。 例(MsSQL):

--创建测试表
CREATE TABLE GUID(
    Id UNIQUEIDENTIFIER NOT NULL PRIMARY KEY,--当然你也可以用字符串来保存
    Number VARCHAR(20) UNIQUE  NOT NULL,
    Name VARCHAR(20) NOT NULL,
    Password VARCHAR(20) DEFAULT(123)
)
--插入记录
INSERT INTO GUID(Id,Number,Name) VALUES(NewID(),'001','1st')
INSERT INTO GUID(Id,Number,Name) VALUES(NewID(),'002','2nd')
INSERT INTO GUID(Id,Number,Name) VALUES(NewID(),'003','3rd')
--检索记录,查看结果
SELECT * FROM GUID

结果:

Id Number Name Password
8E194F55-B4D3-4C85-8667-33BC6CD33BBC 001 1st 123
7141F202-7D0E-4992-9164-5043EC9FC6F6 002 2nd 123
E0E365A0-8748-4656-AF24-5D0B216D2095 003 3rd 123


第三种方式开发创建,其便捷性在于可控制性,此可控制性是指其组成形式,可以是整形、也可以是字符型,你可以根据实际情况给予多样的组成及产生形式,说到这里可能有的朋友就想起来自动产生单号,如:20120716001或者PI-201207-0001等等,没错,自我创建同样适用于这些类似的应用。

说到自我创建,多数首先想到的是取Max(Id)+1,这种方式虽然省事,但是实际上对于定制(在生产单号之类的有一定意义的信息时可能会有这样的需求,主键没必要)及并发的处理并不是很好。如,当前表中最大编号为1000,当C1和C2用户同时取这个Id处理时,得到的都是1001,导致保存失败。常规的做法是在取值时候加锁,但是当多用户频繁操作时,性能是个很大的问题,其中主要的原因之一是直接操作的业务数据表。

针对此种情况,解决方案是使用键值表来保存表名、当前或者下一个Id及其他信息,如果系统中多个表Id都使用这种方式,那么键值表中就会有多条相应的规则记录;当然也可以让整个数据库所有表的Id从都按相同的规则从一个源产生,那么键值表中只需要一条规则记录即可。

下面来看看这样一个使用键值表例子的演变(MsSQL):

--创建键值表
CREATE TABLE KeyTable(
    ID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY NOT NULL,
    TCode VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL,
    TName VARCHAR(50) NOT NULL,
    TKey INT NOT NULL,
)
GO
--插入测试记录
INSERT INTO KeyTable(TCode,TName,TKey)
    VALUES('T001','Test',0)
GO
--创建获取指定表ID的存储过程,也可以修改成函数
CREATE PROCEDURE UP_NewTableID
    @TCode VARCHAR(20),@NextID INT OUTPUT
AS
    DECLARE @CurTKey INT,@NextTKey INT

    BEGIN TRAN TransID
        SELECT @CurTKey=TKey
        FROM KeyTable
        WHERE TCode = @TCode
        IF @@ROWCOUNT = 0
        BEGIN
            ROLLBACK TRAN TransID
            RAISERROR('Warning: No such row is exists',16,1)
            RETURN
        END

        SET @NextTKey = @CurTKey + 1

        --WAITFOR DELAY '00:00:05'

        UPDATE KeyTable
        SET TKey = @NextTKey
        WHERE TCode = @TCode
        IF @@ROWCOUNT = 0
        BEGIN
            ROLLBACK TRAN TransID
            RAISERROR('Warning: No such row is updated',16,1)
            RETURN
        END
    COMMIT TRAN TransID

    SET @NextID = @NextTKey
GO

执行存储过程UP_NewTableID:

DECLARE @NextID INT
EXEC UP_NewTableID 'T001',@NextID OUTPUT
PRINT @NextID

运行的时会发现很正常,获取的结果也很正确。但是如果在高并发的情况,多个用户可能就会获取相同的ID,如果获取的ID后是用于保存对应表中的记录,那么最多只有一个用户能保存成功。

下面模拟一下并发情形,将上面的存储过程UP_NewTableID中语句WAITFOR DELAY '00:00:05'的注释去掉,打开3个查询分析器的窗体,依次执行上面语句。

预期是想分别获得1,2,3,但是也许会发现多个窗体的运行结果都是:1。这就是说在更新语句执行之前,大家都获取的ID是0,所以下一个数值都是为1。(实际的数值,根据DELAY的参数大小及运行时间按间隔有关)

从这方面来分析的话有的朋友可能就会想到,是否可以在更新语句执行时判断ID是不是原始ID了?修改过程:

ALTER PROCEDURE UP_NewTableID
    @TCode VARCHAR(20),@NextID INT OUTPUT
AS
    DECLARE @CurTKey INT,@NextTKey INT

    BEGIN TRAN TransID
        SELECT @CurTKey=TKey
        FROM KeyTable
        WHERE TCode = @TCode
        IF @@ROWCOUNT = 0
        BEGIN
            ROLLBACK TRAN TransID
            RAISERROR('Warning: No such row is exists',16,1)
            RETURN
        END

        SET @NextTKey = @CurTKey + 1

        WAITFOR DELAY '00:00:05'

        UPDATE KeyTable
        SET TKey = @NextTKey
        WHERE TCode = @TCode AND TKey = @CurTKey --此处加上TKey的校验
         IF @@ROWCOUNT = 0
        BEGIN
            ROLLBACK TRAN TransID
            RAISERROR('Warning: No such row is updated',16,1)
            RETURN
        END
    COMMIT TRAN TransID

    SET @NextID = @NextTKey
GO

如果打开个3个执行过程来模拟并发,那么会有2个窗体出现:

消息 50000,级别 16,状态 1,过程 UP_NewTableID,第 28 行 Warning: No such row is updated

由此会看到还是会由于并发导致有用户操作失败,但是较上一个至少将错误出现的时间点提前了。

那么有没有更好的方法,从查询到更新结束整个事务过程中,不会有任何其他事务插入其中来搅局的办法呢,答案很明确,有,使用锁!需要选择适当的锁,否则效果将和上面的一样。

ALTER PROCEDURE UP_NewTableID
    @TCode VARCHAR(20),@NextID INT OUTPUT
AS
    DECLARE @CurTKey INT,@NextTKey INT

    BEGIN TRAN TransID
        SELECT @CurTKey=TKey
        FROM KeyTable WITH (UPDLOCK) --采用更新锁,并保持到事务完成
         WHERE TCode = @TCode
        IF @@ROWCOUNT = 0
        BEGIN
            ROLLBACK TRAN TransID
            RAISERROR('Warning: No such row is exists',16,1)
            RETURN
        END

        SET @NextTKey = @CurTKey + 1

        WAITFOR DELAY '00:00:05'

        UPDATE KeyTable
        SET TKey = @NextTKey
        WHERE TCode = @TCode --此处无需验证TKey是否与SELECT的相同
    COMMIT TRAN TransID

    SET @NextID = @NextTKey
GO

可以打开N(N>=2)个窗体来进行测试,将会看到所有操作都被串行化,结果就是我们想要的那样。如此注释或者去掉模仿并发的语句WAITFOR DELAY '00:00:05'即可。

如前面所说,这同样适应于单据编号类似编码的产生形式,只要对前面的代码及键值表稍作修改即可,有兴趣的朋友可以一试。如果是从前端取得这个编号,并应用于各个记录,那么可能存在跳号的可能。如果为了保证不存在跳号,一种解决方案就是使用跳号表,将跳号记录定期扫描并应用于其他记录。另一种解决方案是将记录的保存操作放置到编号产生的过程中,形成一个串行化的事务。


俗话说萝卜白菜各有所爱,您用哪一种自有你的道理。