Verwaltung von Standardwerten für Primärschlüssel

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

  • Heißlaufen verhindern
  • Migrationen aus anderen Datenbanken vereinfachen
  • Kapseln der Schlüssellogik in der Datenbank, sodass Sie sich nicht um deren 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, um ihn als Primärschlüssel zu verwenden. UUIDs funktionieren gut für neue Anwendungen und Tabellen mit vielen Zeilen. Sie sind grob gleichmäßig über den Schlüsselbereich verteilt, was ein Heißlaufen in großem Maßstab verhindert. Die UUID-Generierung kann eine große Anzahl von Werten (2122) erzeugen, wobei jeder Wert effektiv eindeutig ist. Beispiel: Sie benötigen Werte von 2,71 × 1018 für eine 50-prozentige Kollisionswahrscheinlichkeit oder 1 Milliarde pro Sekunde für 86 Jahre. Dadurch werden eindeutige Werte sichergestellt, wenn Sie sie in großen Tabellen verwenden. UUIDs sind eindeutig, unabhängig davon, ob sie in der Datenbank oder im Client generiert werden. Wir empfehlen, nach Möglichkeit UUIDs zu verwenden. Sie können vom Client und Spanner generierte UUIDs sicher in derselben Tabelle mischen, wenn diese gemäß RFC 4122 in Kleinbuchstaben serialisiert werden.

Spalten, die Standardwerte benötigen, können Sie mit der Funktion GENERATE_UUID generieren. Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine Tabelle erstellen, bei der für die Schlüsselspalte FanId in der Wertspalte GENERATE_UUID als Standardwert festgelegt ist. Im 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 diesen 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.

Bitumkehrende Sequenz

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

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 bitumgekehrte positive Werte erzeugt (GoogleSQL oder PostgreSQL).

In jeder Sequenz werden eine Reihe interner Zähler verwaltet und zum Generieren eines Werts verwendet. Der Sequenzzähler liefert die Eingabe für den Bitumkehr-Algorithmus.

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. Bitumkehrte Sequenzen sind besonders nützlich für Primärschlüssel, da Bitumkehrwerte gleichmäßig über den Schlüsselbereich verteilt sind, sodass sie kein Heißlaufen verursachen.

Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine bitumgekehrte Sequenz und eine Tabelle erstellen, wobei die Schlüsselspalte die Sequenz als Standardwert verwendet:

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 Wert des Primärschlüssels 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 Folgendes:

  • Neue Anwendungen
  • Migrationen

In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Szenarien beschrieben.

Neue Anwendungen

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

Migrationen

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

  • Wenn Sie in der Quelldatenbank UUIDs verwenden, können Sie in Spanner eine Schlüsselspalte im Typ STRING und die Funktion GENERATE_UUID() (GoogleSQL oder PostgreSQL) als Standardwert verwenden.
  • Wenn Sie einen ganzzahligen Primärschlüssel verwenden und in Ihrer Anwendung nur ein eindeutiger Schlüssel benötigt wird, können Sie eine Schlüsselspalte in INT64 verwenden und für den Standardwert für den Primärschlüssel eine Bit-umgekehrte positive Sequenz verwenden. Siehe Bitumkehrte Schlüsselspalten migrieren.

  • Spanner unterstützt keine Möglichkeit zum Generieren monotoner Werte.

    Wenn Sie einen monotonen Schlüssel wie den SERIAL-Typ von PostgreSQL oder das MySQL-Attribut AUTO_INCREMENT verwenden und neue monotone Schlüssel in Spanner benötigen, können Sie einen zusammengesetzten Schlüssel verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Reihenfolge der Schlüssel tauschen und Eindeutigen Schlüssel hashen und Schreibvorgänge auf logische Shards verteilen.

  • Wenn Ihre Anwendung Ihren INT64-Schlüssel in GoogleSQL oder Ihren bigint-Schlüssel in PostgreSQL manuell Bitumkehrt, können Sie eine bitumgekehrte positive Sequenz (GoogleSQL oder PostgreSQL) verwenden und neue Schlüsselwerte für Sie generieren lassen. Siehe Bitumkehrte Schlüsselspalten migrieren.

Nächste Schritte