为什么不能UUID作为数据库表主键?

数据存储是开发中不可缺少的一个环节，而承载着数据存储的功能的是数据库。MySQL数据库因为开源免费的特点，深受国内中小型互联网公司的喜爱。

在设计数据库表时，MySQL官方不推荐使用UUID作为主键，官方推荐的是使用连续自增的ID作为主键。那么官方推荐使用自增和不推荐使用UUID的原因是什么呢？

存储的数据结构

在MySQL中，目前使用主流的引擎是InnoDB，在MySQL5.5版本后更是成了默认的存储引擎。使用InnoDB的表必须有主键，如果不显性定义主键，默认情况下会生成一个6byte空间的自动增长主键，该主键字段是_rowid，但是直接用查询语句（select）是查询不到这个字段存在的。

InnoDB索引的数据结构默认是B+树，而MySQL数据存储的最小单元为页，即page，每个page大小为16KB，一条条的数据记录在page上。可以把数据库一张表想象成一本书，每页只能记录那么多行，按照索引的大小规律去记录，每页记录到相应的行数，下一条数据就分页，只不过与书本文字印刷死不一样的是，数据库的页数据内容是可以动态变化的。

数据存储特点

当表存入数据时，必须严格按照索引的大小进行排序，然后将数据插入到索引对应的位置（主键索引存的整条记录，非主键索引存储的是主键的ID）。

ID主键自增存储

ID主键自增是有规律有顺序的，当新增一条数据时，直接在上条数据末尾添加一条新的数据，如果上条数据达到page存储的最大值（InnoDB引擎默认是达到15/16时就会满，剩下的1/16则用于数据变更修改操作），则会在下一个新的page存储。这样的主键自增方式能快速让page填充，page存储空间利用率非常高。除此之外，在因为新的一行数据存储一定是上一条记录的下一行，所以数据库寻址和插入十分快，不会因为计算新行和寻址做出额外更复杂的计算。

ID自增使用int（bigint）类型的，空间占用较少，非常适合做主键索引，但也存在一定的局限性：

1. ID自增的主键是通过MySQL的自增锁获取，在并发量高的情况下，性能会有所下降。
2. ID自增存取的数据，一旦被爬虫获取，容易因为规律增长特性导致表其他数据信息被爬取。
3. 适合业务体量不大的系统，对于分布式微服务等大型系统容易造成主键冲突，因此分布式系统使用ID主键时一般不适用ID自增，而是推荐使用雪花算法或其他算法能保证唯一性作为ID主键。

UUID存储

UUID 是通用唯一识别码（Universally Unique Identifier）的缩写，UUID是一个128bit的数值，这个数值可以通过一定的算法计算出来。为了提高效率，常用的UUID可缩短至16位。UUID用来识别属性类型，在所有空间和时间上被视为唯一的标识。一般来说，可以保证这个值是真正唯一的任何地方产生的任意一个UUID都不会有相同的值。但也不是绝对的，经过科学概率计算，假如每秒产生10亿笔UUID，100年后只产生一次重复的机率是50%，这个概率目前来说是完全可以忽略的。

那么优秀的而且符合唯一性规则的字符为何不能用来当作主键呢？首先UUID可以快速生成一个128bit的数值，相比于ID自增使用的int（4 byte）或者bigint（8 byte）类型来说，占用的空间更大，尽管能缩短到16位，但仍然比自增的int或bigint类型占用空间大。

其次，UUID有一个无法弥补的缺陷，生成的字符，虽然是按照一定的规则生成，但是无法确保数值是依次增大，每次新增数据时都要根据主键值寻址，不能像ID自增那样在末尾增加即可。

这样毫无规律地插入会产生几点影响：

1. 插入的数据当前没有在缓存中，需要从磁盘中读取到缓存，这个时候需要大量的IO操作，比较耗时。
2. 主键值有可能在已经存满数据的page页里，这个时候需要重新页分裂来排序数据，而且一条数据会导致三个以上page页修改。
3. 由于频繁的页分裂，会形成填充不规律，最终导致page页的数据存在大量的碎片。

总结

总的来说，UUID并非不能作为ID主键，只是使用UUID作为主键，会导致数据库表读写能力相比于ID自增的方式要低，这是因为UUID生成的是128bit字符串和生成时的字符不能保证递增两个主要原因造成的。所以作为开发者来说，无论是从性能和存储方面考虑，都不会去使用UUID作为数据库表主键。