崑崙分散式資料庫Sequence功能及其實現機制

崑崙分散式資料庫（下文簡稱崑崙或者崑崙資料庫）的計算節點源自PostgreSQL，因此繼承了PostgreSQL的Sequence功能，本文介紹崑崙分散式資料庫的Sequence的功能用法、用例和實現。

用法和用例

崑崙資料庫的Sequence與MySQL的autoincrement（自增列）相比，其功能更加強大和靈活。主要體現在以下幾方面：

1.  崑崙的Sequence與表是多對多的關係，而MySQL的自增列與表是1對1關係

具體來說，崑崙資料庫的每個表可以有任意數量的sequence列使用相同或者不同的sequence產生序列值；

並且每一個sequence可以被任意多個表的任意多個列使用來產生ID值。

而MySQL的每個表最多隻能有一個自增列並且這個自增列只能被這個表使用（這是廢話，但是為了內容對稱還是要提一下）。

2.  可以在任何時候調整sequence的初始值，最大值，步長，範圍等屬性然後繼續使用，然後sequence就會按照新的屬性產生新序列值。

3.  不依賴索引，清空表後序列值不迴繞。

4.  崑崙資料庫叢集多個計算節點直接或者間接使用同一個sequence 都可以產生全域性唯一的序列值。

讓我們看一個例子，首先建立一個表t1，t1的主鍵列serial型別標明它使用一個隱式建立的sequence來產生欄位值，所以插入時候可以不為它指定欄位值。

create table t1(a serial primary key, b int);

然後建立sequence seq_b，準備用seq_b來產生欄位值。建立時可以可選地指定sequence的屬性，不指定就使用預設值。

create sequence seq_b;

先執行這個語句插入9行，顯式呼叫seq_b產生欄位值。

insert into t1(b) values(nextval('seq_b'));

可以看到t1的資料如下：

select*from t1;

然後建立表t2，它的b和c列都使用seq_b產生預設欄位值，並且其主鍵列也適用隱式sequence來產生欄位值。

create table t2(a serial primary key, b int default nextval('seq_b'), c int default nextval('seq_b'));

由於t2的所有欄位都有預設值，所以用如下語句插入表t2 3行。

insert into t2 default values;

檢視t2的資料，可以看到每行b和c欄位是使用seq_b依次產生的欄位值，並且從seq_b上次產生的9之後開始產生序列值。

select*from t2;

最後，還可以使用 select nextval('seq_b'); 這樣的語句來直接產生序列值。

修改sequence後設資料及其他

可以使用ALTER SEQUENCE 語句來修改sequence的屬性，也可以使用ALTER TABLE ... ALTER COLUMN ... SET seqoptions 語句來修改列的隱式sequence的屬性。

還可以使用上述alter table語句restart一個sequence。並且可以使用lastval()函式獲得sequence上次返回的值。

sequence實現

崑崙資料庫的sequence實現繼承了PostgreSQL原有的sequence機制。

為了使sequence資料具備容災能力並且能夠被任意數量的計算節點同時使用，因此sequence的與序列值分發有關的數值資料儲存在儲存節點的mysql.sequences表中，每行對應一個sequence。

一個sequence的後設資料具體儲存在哪個儲存叢集中，是在建立sequence時由計算節點動態分配的。

sequence的其他後設資料儲存在計算節點，可以使用下面的語句檢視sequence在計算節點中的後設資料：

select t2.relname, t2.oid, seqstart, seqincrement, seqmax, seqmin, seqcache, seqcycle from pg_sequence t1, pg_class t2 where t1.seqrelid = t2.oid;

可以看到 t1和t2的主鍵列的隱式sequence分別是t1_a_seq和 t2_a_seq，還有顯式建立的seq_b ，這些sequence的數值後設資料所在的儲存叢集分別是1,2,1。

同時，可以看到sequence的基本後設資料也儲存在pg_class後設資料表中，而其特有屬性儲存在pg_sequence表中。

分別連線到編號為1和2的shard檢視這3個sequence在這兩個儲存叢集的mysql.sequence表中的數值後設資料，可以看到以下資訊：

當首次使用一個sequence或者其預約的數值範圍用盡時，一個計算節點CN就會透過其cluster_log_applier程式到這個sequence所在的儲存叢集中去reserve (curval, cur_val + max(10, seqcache)) 這個範圍的欄位值，然後CN使用這個reserve的範圍來為這個sequence分發序列值，直到再次用盡。

這樣，即使有多個計算節點使用同一個sequence來分發序列值，仍然可以保持高效能並且保持所有計算節點分發的序列值都唯一。

結語

THE END