云原生数据库 PolarDB：概述

PolarDB-X 1.0全局唯一数字序列（64位数字，对应MySQL中Signed BIGINT类型，以下简称为Sequence）的主要目标是为了生成全局唯一和有序递增的数字序列，常用于主键列、唯一索引列等值的生成。

基本概念

了解以下概念，将帮助您更好地选用Sequence类型：

• 连续：如果本次取值为n，下一次取值一定是n + 1，则是连续的；如果下一次取值不能保证为n + 1，则是非连续的；
• 单调递增：如果本次取值为n，下一次取值一定是一个比n大的数，则是单调递增的；
• 单点：存在单点故障风险；
• 宏观上单调递增，微观上非单调递增：类似于1、3、2、4、5、7、6、8、......这样的序列，这个序列从宏观是看是递增的，微观上非单调递增。
• 单元化能力：能够跨实例或跨库分配全局唯一数字序列。

用法

PolarDB-X 1.0中的Sequence主要有两类用法：

• 显式Sequence：通过Sequence DDL语法创建和维护，可以独立使用；通过select seq.nextval获取序列值，seq 是具体Sequence的名字。
• 隐式Sequence，在为主键定义AUTO_INCREMENT后，用于自动填充主键，由PolarDB-X 1.0自动维护。

支持的Sequence类型及其特性

PolarDB-X 1.0目前共支持如下4种Sequence类型：

Group Sequence（GROUP，默认使用）

全局唯一的Sequence，产生的值是自然数序列，但是不保证连续和单调递增。如果未指定Sequence类型，PolarDB-X 1.0默认使用Group Sequence。

实现原理：采用多个节点产生值来保证高可用，每次取出一段值，如果该段值没有取完（比如连接断掉等情形），就会产生跳跃段。

• 优点：全局唯一，不会产生单点问题，性能非常好。
• 缺点：产生的序列不连续，可能会有跳跃段；不会严格从起始值开始取值；不能循环。

单元化 Group Sequence（GROUP）

以Group Sequence为基础，扩展了单元化能力，能够跨实例或跨库实现全局唯一，但同样不保证连续和单调自增。当单元化 Group Sequence仅配置一个单元时，等价于普通的Group Sequence。

• 优点：具备Group Sequence的所有优点，且扩展了单元化能力。
• 缺点：产生的序列不连续，可能会有跳跃段；不会严格从起始值开始取值；不能循环。

基本原理与Group Sequence相同；通过扩展参数选项，支持自定义单元数量和单元索引：

• 单元数量决定了单元化 Group Sequence的全局唯一数字序列分配空间；
• 每个单元（由单元索引指定）占用全局唯一数字序列分配空间中的一个子集；
• 不同单元（指定了不同的单元索引）占用的子集之间不重叠（即不会分配相同的Sequence值）；
• 属于同一个全局唯一数字序列分配空间的每个单元化Group Sequence，必须指定相同的单元数量和不同的单元索引。

Time-based Sequence（TIME）

基于时间戳+节点编号+序列号组合而成的一种Sequence，保证全局唯一和宏观自增；这种Sequence值的更新不依赖于数据库，也不需要持久化到数据库，仅在数据库中保留名称和类型信息，性能很好；产生的是类似于776668092129345536、776668098018148352、776668111578333184、776668114812141568、......这样的序列值。

• 优点：全局唯一、性能很好。
• 缺点：产生的序列不连续，起始值、步长、最大值、是否循环这些参数对于Time-based Sequence无意义。

仅Simple Sequence支持自定义步长、最大值和循环/非循环利用。

• 优点：全局唯一、连续、单调递增，并具备最大值和循环利用等特性。
• 缺点：单点，性能较差，存在瓶颈，需要谨慎使用。

每产生一个值都要进行一次持久化操作。

使用场景

这几种Sequence都保证全局唯一，均可以应用在主键列和唯一索引列。

• 大部分场景下建议选用Group Sequence；
• 如果有跨实例或跨库分配全局唯一数字序列的需求，可以选用单元化Group Sequence；
• 如果业务上能接受整体趋势上的宏观自增，不介意微观上的不保证自增，且不想依赖数据库的分配机制，则Time-based Sequence可能是合适的选择；
• 如果业务强依赖连续的Sequence值，此时只能使用Simple Sequence（注意Simple Sequence的性能问题）。

以创建一个起始值是100000，步长为1的Sequence为例说明。

• 如果采用 Simple Sequence，则会严格产生100000、100001、100002、100003、100004、.....、200000、200001、200002、200003、......这样的序列（全局唯一、连续、单调递增）。Simple Sequence 会保证持久化，即使发生单点问题，服务重启后依然会在断点继续产生 Sequence 值，中间不会产生跳跃段。Simple Sequence 的机理是每产生一个值都要进行一次持久化操作，因此性能并不是很好。
• 如果采用Group Sequence或单元化 Group Sequence，产生的序列有可能是200001、200002、200003、200004、100001、100002、100003、......这样的序列。