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数据库主键生成策略

     在建立数据库的时候,需要为每张表指定一个主键,所谓主键就是能够唯一标识表中某一行的属性或属性组,一个表只能有一个主键,但可以有多个候选索引。因为主键可以唯一标识某一行记录,所以可以确保执行数据更新、删除的时候不会出现张冠李戴的错误。数据库的主键生成有多种方式,每种方式都有其优点和缺点,应该根据不同的需求在主键的时间和空间效率上做平衡折中,从而选择不同的主键生成策略。归纳起来,对主键的选择主要有以下四种方式:

  1. 自动增长字段
      自动增长型字段允许我们在向数据库添加数据时,不考虑主键的取值,记录插入后,数据库系统会自动为其分配一个值,确保绝对不会出现重复。
  2. 手动增长字段
      手动增长型的字段,也就是说主键的值需要自己维护,通常情况下需要建立一张单独的表存储当前主键键值。
  3. GUID类型
      GUID是Globally Unique IDentifier的缩写,是一个128位的随机数,并保证不产生重复。
  4. COMB类型
      COMB(combine)型可以理解为一种改进的GUID,它通过组合GUID和系统时间,以使其在索引和检索事有更优的性能。 

         

下表列出四种主键生成方式优缺点的比较:

 

主键生成策略

优点

缺点

自动增长字段

  1. 使用简单
  1. 不同数据库获取当前值方式不同;
  2. 难以应用在多个数据库间进行数据迁移的情况。

手动增长型字段

  1. 可以获得最新键值
  2. 可以确保数据合并过程中不会出现键值冲突
  1. 通常情况下需要建立一张单独的表存储当前主键键值;
  2. 增加一次数据库访问来获取当前主键键值;
  3. 考虑并发冲突等,增加系统的复杂程度。

使用GUID

  1. 直接生成GUID,获得最新键值以填充主键,使用方便;
  2. 可以确保数据合并过程中不会出现键值冲突;
  3. 避免了前两种方式获取当前键值所增加的开销。
  1. 占用较多存储空间;
  2. 索引耗时;
  3. 在多表链接查询时效率不如int型

使用“COMB”类型

  1. 保留GUID的已有优点;
  2. 利用时间信息与GUID组合起来,增加有序性以提高索引效率。
  1. 需要设计COMB的生成算法;
  2. 和GUID一样占用较多存储空间;
  3. 在多表链接查询时效率不如int型,但优于GUID。

COMB类型主键生成实现:

COMB数据类型的基本设计思路是这样的:既然GUID数据因毫无规律可言造成索引效率低下,影响了系统的性能,那么能不能通过组合的方式,保留GUID的10个字节,用另6个字节表示GUID生成的时间(DateTime),这样我们将时间信息与GUID组合起来,在保留GUID的唯一性的同时增加了有序性,以此来提高索引效率。

NHibernate中,COMB型主键的生成代码如下所示:

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public Guid GenerateComb()
{
    byte[] guidArray = Guid.NewGuid().ToByteArray();
 
    DateTime baseDate = new DateTime(1900, 1, 1);
    DateTime now = DateTime.Now;
 
    // Get the days and milliseconds which will be used to build
    //the byte string
    TimeSpan days = new TimeSpan(now.Ticks - baseDate.Ticks);
    TimeSpan msecs = now.TimeOfDay;
 
    // Convert to a byte array  
    // Note that SQL Server is accurate to 1/300th of a
    // millisecond so we divide by 3.333333
    byte[] daysArray = BitConverter.GetBytes(days.Days);
    byte[] msecsArray = BitConverter.GetBytes((long)(msecs.TotalMilliseconds / 3.333333));
 
    // Reverse the bytes to match SQL Servers ordering
    Array.Reverse(daysArray);
    Array.Reverse(msecsArray);
 
    // Copy the bytes into the guid
    Array.Copy(daysArray, daysArray.Length - 2, guidArray,guidArray.Length - 6, 2);
    Array.Copy(msecsArray, msecsArray.Length - 4, guidArray,guidArray.Length - 4, 4);
 
    return new Guid(guidArray);
}

  

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