Verwaltung von Standardwerten von Primärschlüsseln

Auf dieser Seite werden Strategien zum Generieren von Primärschlüsselwerten in Ihrer Tabelle mithilfe von Standardwertausdrücken erläutert. Diese Strategien bieten folgende Vorteile:

  • Heißlaufen verhindern
  • Migrationen aus anderen Datenbanken vereinfachen
  • Die Schlüssellogik in die Datenbank kapseln, sodass Sie sich nicht um die Verwaltung in Ihrer Anwendung kümmern müssen

Sie können die folgenden Strategien in einer Spalte mit DEFAULT-Ausdrücken verwenden:

  • Eine UUID-Funktion, die UUID Version 4-Werte generiert.
  • Ein Schemaobjekt (SEQUENCE) mit der Option bit_reversed_positive. SEQUENCE ist sowohl für GoogleSQL als auch für PostgreSQL verfügbar.

Methoden zum automatischen Generieren von Primärschlüsseln

Universally Unique Identifier (UUID)

Spanner kann automatisch einen UUID-String der Version 4 generieren, der als Primärschlüssel verwendet wird. UUIDs eignen sich gut für neue Anwendungen und Tabellen mit vielen Zeilen. Sie sind ungefähr gleichmäßig über den Schlüsselbereich verteilt, wodurch ein Heißlaufen im großen Maßstab vermieden wird. Die UUID-Generierung kann eine große Anzahl von Werten (2122) erzeugen und jeder Wert ist praktisch eindeutig. Sie benötigen beispielsweise Werte von 2,71 × 1018 für eine 50% ige Kollisionswahrscheinlichkeit oder 1 Milliarde pro Sekunde für 86 Jahre. Dadurch erhalten Sie eindeutige Werte, wenn Sie es in großen Tabellen verwenden. UUIDs sind eindeutig, unabhängig davon, ob Sie sie in der Datenbank oder im Client generieren. Wir empfehlen, nach Möglichkeit UUIDs zu verwenden. Sie können vom Client und von Spanner generierte UUIDs bedenkenlos in derselben Tabelle mischen, wenn die vom Client generierten UUIDs gemäß RFC 4122 als Kleinschreibung serialisiert sind.

Für eine Spalte, die Standardwerte benötigt, können Sie diese mit der Funktion GENERATE_UUID generieren. Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine Tabelle erstellen, in der in der Schlüsselspalte FanId GENERATE_UUID in der Wertspalte als Standardwert steht. In diesem Beispiel werden für die GoogleSQL-Attribute STRING und PostgreSQL varchar 36 Zeichen verwendet, da UUIDs 36 Zeichen haben. Wenn Sie die Anweisung INSERT with THEN RETURN zum Einfügen in die Tabelle Fans verwenden, generiert GENERATE_UUID einen UUID-Wert für FanId und gibt ihn zurück.

GoogleSQL 

CREATE TABLE Fans (
  FanId STRING(36) DEFAULT (GENERATE_UUID()),
  Name STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (FanId);

PostgreSQL 

CREATE TABLE Fans (
  FanId varchar(36) DEFAULT spanner.generate_uuid(),
  Name text,
  PRIMARY KEY (FanId)
);

GoogleSQL 

INSERT INTO Fans (Name) VALUES ('Melissa Garcia')
THEN RETURN FanId;

PostgreSQL 

INSERT INTO fans (name) VALUES ('Melissa Garcia')
RETURNING (fanid);

Diese Anweisung gibt ein Ergebnis wie das folgende zurück:

FanId
6af91072-f009-4c15-8c42-ebe38ae83751

Weitere Informationen zur Funktion GENERATE_UUID() finden Sie auf der Referenzseite zu GoogleSQL oder PostgreSQL.

Bit-Umkehrung

Eine Bit-umgekehrte Sequenz ist ein Schemaobjekt, das eine Folge von Ganzzahlen erzeugt und Bit-Umkehrungen zu ihnen durchführt. Dieses Objekt verwendet die Bit-Umkehrung für einen privaten, internen Spanner-Zähler, um Eindeutigkeit sicherzustellen. Die resultierenden bit-umgekehrten Werte tragen dazu bei, ein Heißlaufen in großem Maßstab zu vermeiden, wenn sie in einem Primärschlüssel verwendet werden.

In Spanner verwenden Sie DDL-Anweisungen vom Typ SEQUENCE zusammen mit dem Attribut bit_reversed_positive, um eine Sequenz zu erstellen, zu ändern oder zu löschen, die Bit-Umkehrungen für positive Werte erzeugt (GoogleSQL oder PostgreSQL).

Jede Sequenz verwaltet eine Reihe interner Zähler, die zum Generieren eines Werts verwendet werden. Der Sequenzzähler liefert die Eingabe für den Bitumkehralgorithmus.

Wenn Sie eine Spalte mit einem DEFAULT-Ausdruck definieren, der die GoogleSQL-Funktion GET-NEXT-SEQUENCE-VALUE oder die PostgreSQL-Funktion nextval als Standardwert verwendet, ruft Spanner die Funktion automatisch auf und fügt die Bit-umgekehrten Ausgabewerte in die Spalte ein. Bit-umgekehrte Sequenzen sind besonders nützlich für Primärschlüssel, da Bit-umgekehrte Werte gleichmäßig über den Schlüsselbereich verteilt sind, sodass sie kein Heißlaufen verursachen.

Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine Bit-umgekehrte Sequenz und eine Tabelle erstellen, in deren Schlüsselspalte die Sequenz als Standardwert verwendet wird:

GoogleSQL 

CREATE SEQUENCE SingerIdSequence OPTIONS (
  sequence_kind="bit_reversed_positive"
);

CREATE TABLE Singers (
  SingerId INT64 DEFAULT (GET_NEXT_SEQUENCE_VALUE(SEQUENCE SingerIdSequence)),
  Name STRING(MAX),
  Rank INT64,
) PRIMARY KEY (SingerId);

PostgreSQL 

CREATE SEQUENCE SingerIdSequence bit_reversed_positive;

CREATE TABLE Singers (
  SingerId bigint DEFAULT nextval('SingerIdSequence'),
  Name text,
  PRIMARY KEY (SingerId)
);

Sie können dann die folgende SQL-Anweisung verwenden, um den Primärschlüsselwert einzufügen und zurückzugeben:

GoogleSQL 

INSERT INTO Singers (Name) VALUES ('Melissa Garcia')
THEN RETURN SingerId;

PostgreSQL 

INSERT INTO Singers (name) VALUES ('Melissa Garcia')
RETURNING (SingerId);

Diese Anweisung gibt ein Ergebnis wie das folgende zurück:

SingerId
3458764513820540928

Szenarien für die Verwendung von UUIDs und Sequenzen als Standardwerte für Primärschlüssel

Die Szenarien für UUIDs und Sequenzen umfassen:

  • Neue Anwendungen
  • Migrationen

In den folgenden Abschnitten wird jedes Szenario beschrieben.

Neue Anwendungen

Wenn für Ihre vorhandene Anwendung INT64-Schlüssel in GoogleSQL oder bigint-Schlüssel in PostgreSQL erforderlich sind, bietet Spanner das Bit-Umgekehrte Schemaobjekt für positive Sequenzen (PostgreSQL oder GoogleSQL). Andernfalls empfehlen wir für neue Anwendungen die Verwendung der UUID (Universally Unique Identifier). Weitere Informationen finden Sie unter Universally Unique Identifier (UUID) verwenden.

Migrationen

Bei der Migration von Tabellen zu Spanner haben Sie mehrere Möglichkeiten:

  • Wenn Sie in Ihrer Quelldatenbank in Spanner UUIDs verwenden, können Sie eine Schlüsselspalte im Typ STRING und die Funktion GENERATE_UUID() (GoogleSQL oder PostgreSQL) als Standardwert verwenden.
  • Wenn Sie einen ganzzahligen Primärschlüssel verwenden und die Anwendung nur einen eindeutigen Schlüssel benötigt, können Sie eine Schlüsselspalte in INT64 verwenden und eine bitumgekehrte positive Sequenz als Standardwert für den Primärschlüssel verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Umgekehrte Schlüsselspalten migrieren.

  • Spanner unterstützt keine Möglichkeit, monotone Werte zu generieren.

    Wenn Sie einen monotonen Schlüssel wie den PostgreSQL-Typ SERIAL oder das MySQL-AUTO_INCREMENT-Attribut verwenden und neue monotone Schlüssel für Spanner benötigen, können Sie einen zusammengesetzten Schlüssel verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Reihenfolge von Schlüsseln ändern und Hashen Sie den eindeutigen Schlüssel und verteilen Sie die Schreibvorgänge auf logische Shards.

  • Wenn Ihre Anwendung den INT64-Schlüssel in GoogleSQL oder den bigint-Schlüssel in PostgreSQL manuell umkehrt, können Sie eine umgekehrte positive Abfolge (GoogleSQL oder PostgreSQL) verwenden und neue Schlüssel/Wert-Paare generieren lassen. Weitere Informationen finden Sie unter Umgekehrte Schlüsselspalten migrieren.

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