Administración de valores predeterminados de la clave primaria

En esta página, se analizan las estrategias que se pueden usar para generar valores de clave primaria en tu tabla con expresiones de valor predeterminado. La información de esta página se aplica a las bases de datos de dialecto de Google SQL y de dialecto de PostgreSQL. Estas estrategias tienen los siguientes beneficios:

  • Evita los hotspots
  • Simplifica las migraciones desde otras bases de datos
  • Encapsula la lógica de claves en la base de datos para que no tengas que preocuparte por administrarla en tu aplicación.
  • En la mayoría de los casos, reemplaza la necesidad de crear y administrar tus propias secuencias.

Métodos para generar claves primarias automáticamente

Para generar automáticamente valores de clave primaria, puedes usar las siguientes estrategias en una columna que tenga expresiones DEFAULT:

  • Es una función UUID que genera valores de UUID de versión 4.
  • Un objeto de esquema, SEQUENCE, que tiene una opción bit_reversed_positive. SEQUENCE está disponible para GoogleSQL y PostgreSQL.

Métodos para generar claves primarias automáticamente

En esta sección, se describe cómo generar automáticamente UUID y secuencias con bits invertidos para usar como valores de claves primarias.

Identificador único universal (UUID)

Spanner puede generar automáticamente una cadena de UUID versión 4 para usarla como clave primaria. Los UUID funcionan bien para aplicaciones y tablas nuevas con muchas filas. Se distribuyen de forma aproximadamente uniforme en el espacio de claves, lo que evita puntos calientes a gran escala. La generación de UUID puede crear una gran cantidad de valores (2122) y cada valor es, en efecto, único. Por ejemplo, necesitarías 2.71 × 1018 valores para una probabilidad de colisión del 50%, o 1,000 millones por segundo durante 86 años. Esto garantiza valores únicos cuando lo usas en tablas grandes. Los UUID son únicos, ya sea que los generes en la base de datos o en el cliente. Te recomendamos que uses UUIDs siempre que sea posible. Puedes combinar de forma segura los UUID generados por el cliente y Spanner en la misma tabla si los UUID generados por el cliente se serializan en minúsculas, de acuerdo con la RFC 4122.

Para una columna que necesita valores predeterminados, puedes usar la función GENERATE_UUID para generarlos. En el siguiente ejemplo, se muestra cómo crear una tabla en la que la columna de clave FanId tenga GENERATE_UUID en la columna de valor como valor predeterminado. En el ejemplo, se usan 36 caracteres para los atributos STRING de GoogleSQL y varchar de PostgreSQL porque los UUIDs tienen 36 caracteres. Cuando usas la sentencia INSERT with THEN RETURN para insertar en la tabla Fans, GENERATE_UUID genera y muestra un valor de UUID para FanId.

CREATE TABLE Fans (
  FanId STRING(36) DEFAULT (GENERATE_UUID()),
  Name STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (FanId);
CREATE TABLE Fans (
  FanId varchar(36) DEFAULT spanner.generate_uuid(),
  Name text,
  PRIMARY KEY (FanId)
);
INSERT INTO Fans (Name) VALUES ('Melissa Garcia')
THEN RETURN FanId;
INSERT INTO fans (name) VALUES ('Melissa Garcia')
RETURNING (fanid);

Esta sentencia muestra un resultado similar al siguiente:

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

Para obtener más información sobre la función GENERATE_UUID(), consulta la página de referencia de GoogleSQL o PostgreSQL.

IDENTITY columnas

Con las columnas IDENTITY, puedes generar automáticamente valores de números enteros para columnas clave y no clave. Las columnas IDENTITY no requieren que los usuarios mantengan manualmente una secuencia subyacente ni que administren la relación entre la columna y la secuencia subyacente. Cuando se descarta una columna de identidad generada automáticamente, también se borra automáticamente la secuencia subyacente.

Puedes usar columnas IDENTITY proporcionando un valor de número entero inicial cuando generas la secuencia o permitiendo que Spanner genere la secuencia de números enteros por ti. Para proporcionar un valor de número entero inicial, debes usar la opción START COUNTER WITH y un valor inicial INT64 positivo. Spanner usa este valor para establecer el siguiente valor para su contador de secuencias interno generado automáticamente y cambia el valor de bits antes de insertarlo en esta columna.

En Spanner, las columnas IDENTITY son compatibles con GoogleSQL y PostgreSQL.

En el siguiente ejemplo, se muestra cómo usar columnas IDENTITY para crear una columna de clave primaria de número entero generada automáticamente para SingerId cuando se crea una tabla nueva con el comando CREATE TABLE:

CREATE TABLE Singers (
  SingerId INT64 GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY (BIT_REVERSED_POSITIVE),
  Name STRING(MAX),
  Rank INT64
) PRIMARY KEY (SingerId);

También puedes especificar el inicio del contador de la columna con la opción START_WITH_COUNTER. En el siguiente ejemplo, se crea una columna de números enteros generada automáticamente para SingerId que tiene valores positivos con bits invertidos y un contador interno que comienza en 1,000.

CREATE TABLE Singers (
  SingerId INT64 GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY (BIT_REVERSED_POSITIVE START COUNTER WITH 1000),
  Name STRING(MAX),
  Rank INT64
) PRIMARY KEY (SingerId);

En el siguiente ejemplo, se muestra cómo usar columnas IDENTITY para crear una columna de número entero generada automáticamente para SingerId cuando creas una tabla nueva con el comando CREATE TABLE:

CREATE TABLE Singers (
  SingerId bigint GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY (BIT_REVERSED_POSITIVE),
  Name text,
  PRIMARY KEY (SingerId)
);

También puedes especificar el inicio del contador de la columna con la opción START COUNTER WITH. En el siguiente ejemplo, se crea una columna de número entero generada automáticamente para SingerId que genera valores positivos con bits invertidos, y el contador interno, antes de invertir los bits, comienza desde 1,000.

CREATE TABLE Singers (
  SingerId bigint GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY (BIT_REVERSED_POSITIVE START COUNTER WITH 1000),
  Name text,
  PRIMARY KEY (SingerId)
);

SERIAL y AUTO_INCREMENT

Spanner admite SERIAL en PostgreSQL y AUTO_INCREMENT en GoogleSQL, que son alias de DDL para columnas IDENTITY y se usan para crear columnas de números enteros únicas. Primero, debes configurar la opción default_sequence_kind de la base de datos antes de usar SERIAL o AUTO_INCREMENT. Puedes usar la siguiente sentencia SQL para establecer la opción default_squence_kind de la base de datos:

ALTER DATABASE db SET OPTIONS (default_sequence_kind = 'bit_reversed_positive');

CREATE TABLE Singers (
  id INT64 AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name STRING(MAX),
)
ALTER DATABASE db SET spanner.default_sequence_kind = 'bit_reversed_positive';

CREATE TABLE Singers (
  id serial PRIMARY KEY,
  name text
);

Ten en cuenta que, como SERIAL y AUTO_INCREMENT se asignan a columnas IDENTITY, no las verás cuando serialices tu esquema. Para este esquema, el resultado de GetDatabaseDDL sería el siguiente:

ALTER DATABASE db SET OPTIONS (default_sequence_kind = 'bit_reversed_positive');

CREATE TABLE Singers (
  id INT64 GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY,
  name STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (id);
ALTER DATABASE db SET spanner.default_sequence_kind = 'bit_reversed_positive';

CREATE TABLE Singers (
  id bigint GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY NOT NULL,
  name character varying,
  PRIMARY KEY(id)
);

Secuencia con bits invertidos

Una secuencia con inversión de bits es un objeto de esquema que produce una secuencia de números enteros y los invierte. Este objeto usa la inversión de bits en un contador interno y privado de Spanner para garantizar la unicidad. Los valores con bits invertidos resultantes ayudan a evitar hotspots a gran escala cuando se usan en una clave primaria.

En Spanner, usas instrucciones DDL SEQUENCE junto con el atributo bit_reversed_positive para crear, alterar o descartar una secuencia que produce valores positivos con bits invertidos (GoogleSQL o PostgreSQL).

Cada secuencia mantiene un conjunto de contadores internos y los usa para generar un valor. El contador de secuencias proporciona la entrada al algoritmo de inversión de bits.

Cuando defines una columna con una expresión DEFAULT que usa la función GET-NEXT-SEQUENCE-VALUE de GoogleSQL o la función nextval de PostgreSQL como valor predeterminado, Spanner llama automáticamente a la función y coloca los valores de salida con bits invertidos en la columna. Las secuencias con inversión de bits son especialmente útiles para las claves primarias, ya que los valores con inversión de bits se distribuyen de manera uniforme en el espacio de claves para que no generen puntos de actividad.

En el siguiente ejemplo, se muestra cómo crear una secuencia con bits invertidos y una tabla en la que su columna de clave usa la secuencia como valor predeterminado:

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);
CREATE SEQUENCE SingerIdSequence bit_reversed_positive;

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

Luego, puedes usar la siguiente sentencia SQL para insertar y mostrar el valor de la clave primaria:

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

Esta sentencia muestra un resultado similar al siguiente:

SingerId
3458764513820540928

Situaciones en las que se usan UUIDs y secuencias como valores predeterminados para claves primarias

Las situaciones para UUIDs y secuencias incluyen las siguientes:

  • Aplicaciones nuevas
  • Migraciones

En las siguientes secciones, se describe cada situación.

Aplicaciones nuevas

Si tu aplicación existente requiere claves INT64 en GoogleSQL o claves bigint en PostgreSQL, Spanner ofrece el objeto de esquema de secuencia positiva con bits invertidos (PostgreSQL o GoogleSQL). De lo contrario, para las aplicaciones nuevas, te recomendamos que uses un identificador único universal (UUID). Para obtener más información, consulta Usa un identificador único universal (UUID).

Migraciones

Para migrar tablas a Spanner, tienes algunas opciones:

¿Qué sigue?