Pengelolaan nilai default kunci utama

Halaman ini membahas strategi yang dapat digunakan untuk membuat nilai kunci utama dalam tabel menggunakan ekspresi nilai default. Informasi di halaman ini berlaku untuk database dialek GoogleSQL dan database dialek PostgreSQL. Strategi ini memiliki manfaat sebagai berikut:

  • Mencegah hotspot
  • Menyederhanakan migrasi dari database lain
  • Enkapsulasi logika utama dalam database sehingga Anda tidak perlu khawatir tentang pengelolaannya di aplikasi Anda
  • Dalam sebagian besar kasus, menggantikan kebutuhan untuk membuat dan mengelola urutan Anda sendiri

Metode untuk membuat kunci utama secara otomatis

Untuk membuat nilai kunci utama secara otomatis, Anda dapat menggunakan strategi berikut dalam kolom yang memiliki ekspresi DEFAULT:

  • Fungsi UUID yang menghasilkan nilai UUID Versi 4.
  • Kolom IDENTITY yang otomatis membuat nilai bilangan bulat untuk kolom kunci dan non-kunci.
  • SERIAL di PostgreSQL dan AUTO_INCREMENT di GoogleSQL, yang merupakan alias DDL untuk kolom IDENTITY.
  • Objek skema, SEQUENCE, yang memiliki opsi bit_reversed_positive. SEQUENCE tersedia untuk GoogleSQL dan PostgreSQL.

ID Unik Universal (UUID)

Spanner dapat membuat string UUID Versi 4 secara otomatis untuk digunakan sebagai kunci utama. UUID berfungsi dengan baik untuk aplikasi dan tabel baru dengan banyak baris. Kunci tersebut didistribusikan secara merata di seluruh ruang kunci yang mencegah hotspot dalam skala besar. Pembuatan UUID dapat menghasilkan sejumlah besar nilai (2122) dan setiap nilai secara efektif unik. Misalnya, Anda memerlukan 2,71×1018 nilai untuk probabilitas tabrakan 50%, atau 1 miliar per detik selama 86 tahun. Hal ini memastikan nilai unik saat Anda menggunakannya dalam tabel besar. UUID bersifat unik, baik Anda membuatnya di database maupun di klien. Sebaiknya Anda menggunakan UUID jika memungkinkan. Anda dapat mencampur UUID yang dibuat klien dan Spanner dengan aman dalam tabel yang sama jika UUID yang dibuat klien diserialisasi sebagai huruf kecil, sesuai dengan RFC 4122.

Untuk kolom yang memerlukan nilai default, Anda dapat menggunakan fungsi GENERATE_UUID untuk membuatnya. Contoh berikut menunjukkan cara membuat tabel dengan kolom kunci FanId memiliki GENERATE_UUID di kolom nilai sebagai nilai defaultnya. Contoh ini menggunakan 36 karakter untuk atribut STRING GoogleSQL dan varchar PostgreSQL karena UUID memiliki 36 karakter. Saat Anda menggunakan pernyataan INSERT with THEN RETURN untuk menyisipkan ke dalam tabel Fans, GENERATE_UUID akan membuat dan menampilkan nilai UUID untuk FanId.

GoogleSQL 

CREATE TABLE Fans (
  FanId STRING(36) DEFAULT (GENERATE_UUID()),
  Name STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (FanId);

PostgreSQL 

CREATE TABLE Fans (
  FanId varchar(36) DEFAULT spanner.generate_uuid(),
  Name text,
  PRIMARY KEY (FanId)
);

GoogleSQL 

INSERT INTO Fans (Name) VALUES ('Melissa Garcia')
THEN RETURN FanId;

PostgreSQL 

INSERT INTO fans (name) VALUES ('Melissa Garcia')
RETURNING (fanid);

Pernyataan ini akan menampilkan hasil yang mirip dengan berikut:

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

Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang fungsi GENERATE_UUID(), lihat halaman referensi GoogleSQL atau PostgreSQL.

IDENTITY kolom

Dengan kolom IDENTITY, Anda dapat membuat nilai bilangan bulat secara otomatis untuk kolom kunci dan non-kunci. Kolom IDENTITY tidak mengharuskan pengguna mempertahankan urutan yang mendasarinya secara manual, atau mengelola hubungan antara kolom dan urutan yang mendasarinya. Saat kolom identitas yang dibuat otomatis dihapus, urutan yang mendasarinya juga akan otomatis dihapus.

Anda dapat menggunakan kolom IDENTITY dengan memberikan nilai bilangan bulat awal saat membuat urutan, atau membiarkan Spanner membuat urutan bilangan bulat untuk Anda. Untuk memberikan nilai bilangan bulat awal, Anda harus menggunakan opsi START COUNTER WITH dan menggunakan nilai awal INT64 positif. Spanner menggunakan nilai ini untuk menetapkan nilai berikutnya bagi penghitung urutan internal yang dibuat otomatis dan membalikkan nilai bit sebelum menyisipkannya ke dalam kolom ini.

Di Spanner, kolom IDENTITY didukung di GoogleSQL dan PostgreSQL.

GoogleSQL

Contoh berikut menunjukkan cara menggunakan kolom IDENTITY untuk membuat kolom kunci primer bilangan bulat yang dibuat otomatis untuk SingerId saat membuat tabel baru menggunakan perintah CREATE TABLE:

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

Anda juga dapat menentukan awal penghitung untuk kolom menggunakan opsi START_WITH_COUNTER. Dalam contoh berikut, kolom bilangan bulat yang dibuat otomatis dibuat untuk SingerId yang memiliki nilai positif yang dibalik bitnya dan penghitung internal yang dimulai dari 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);

PostgreSQL

Contoh berikut menunjukkan cara menggunakan kolom IDENTITY untuk membuat kolom bilangan bulat yang dibuat otomatis untuk SingerId saat membuat tabel baru menggunakan perintah CREATE TABLE:

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

Anda juga dapat menentukan awal penghitung untuk kolom menggunakan opsi START COUNTER WITH. Dalam contoh berikut, kolom bilangan bulat yang dibuat otomatis dibuat untuk SingerId yang menghasilkan nilai positif yang dibalik bitnya dan penghitung internal, sebelum dibalik bitnya, dimulai dari 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 dan AUTO_INCREMENT

Spanner mendukung SERIAL di PostgreSQL dan AUTO_INCREMENT di GoogleSQL yang merupakan alias DDL untuk kolom IDENTITY dan digunakan untuk membuat kolom bilangan bulat unik. Anda harus menyetel opsi default_sequence_kind database terlebih dahulu sebelum menggunakan SERIAL atau AUTO_INCREMENT. Anda dapat menggunakan pernyataan SQL berikut untuk menyetel opsi default_squence_kind database:

GoogleSQL 

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

CREATE TABLE Singers (
  id INT64 AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  name STRING(MAX),
)

PostgreSQL 

ALTER DATABASE db SET spanner.default_sequence_kind = 'bit_reversed_positive';

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

Perhatikan bahwa karena SERIAL dan AUTO_INCREMENT dipetakan ke kolom IDENTITY, Anda tidak akan melihatnya saat Anda melakukan serialisasi skema. Untuk skema ini, output GetDatabaseDDL adalah:

GoogleSQL 

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);

PostgreSQL 

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)
);

Urutan bit-terbalik

Urutan yang dibalik bit adalah objek skema yang menghasilkan urutan bilangan bulat dan membalikkan bitnya. Objek ini menggunakan pembalikan bit pada penghitung Spanner internal pribadi untuk memastikan keunikan. Nilai yang dibalik bit yang dihasilkan membantu menghindari hotspot dalam skala besar saat digunakan dalam kunci utama.

Di Spanner, Anda menggunakan pernyataan DDL SEQUENCE bersama dengan atribut bit_reversed_positive untuk membuat, mengubah, atau menghapus urutan yang menghasilkan nilai positif yang dibalik bitnya (GoogleSQL atau PostgreSQL).

Setiap urutan mempertahankan serangkaian penghitung internal dan menggunakannya untuk menghasilkan nilai. Penghitung urutan memberikan input ke algoritma pembalik bit.

Saat Anda menentukan kolom dengan ekspresi DEFAULT yang menggunakan fungsi GoogleSQL GET-NEXT-SEQUENCE-VALUE atau PostgreSQL nextval sebagai nilai defaultnya, Spanner akan otomatis memanggil fungsi dan menempatkan nilai output yang dibalik bitnya ke dalam kolom. Urutan yang dibalik bit sangat berguna untuk kunci utama, karena nilai yang dibalik bit didistribusikan secara merata di seluruh ruang kunci sehingga tidak menyebabkan hotspot.

Contoh berikut menunjukkan cara membuat urutan yang dibalik bitnya dan tabel yang kolom kuncinya menggunakan urutan sebagai nilai default:

GoogleSQL 

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);

PostgreSQL 

CREATE SEQUENCE SingerIdSequence bit_reversed_positive;

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

Kemudian, Anda dapat menggunakan pernyataan SQL berikut untuk menyisipkan dan menampilkan nilai kunci utama:

GoogleSQL 

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

PostgreSQL 

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

Pernyataan ini akan menampilkan hasil yang mirip dengan berikut:

SingerId
3458764513820540928

Skenario untuk menggunakan UUID dan urutan sebagai nilai default untuk kunci utama

Skenario untuk UUID dan urutan mencakup hal berikut:

  • Aplikasi baru
  • Migrasi

Bagian berikut menjelaskan setiap skenario.

Aplikasi baru

Jika aplikasi yang ada memerlukan kunci INT64 di GoogleSQL, atau kunci bigint di PostgreSQL, Spanner menawarkan objek skema urutan positif yang dibalik bit (PostgreSQL atau GoogleSQL). Atau, untuk aplikasi baru, sebaiknya Anda menggunakan ID Unik Universal (UUID). Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Menggunakan ID Unik Universal (UUID).

Migrasi

Untuk migrasi tabel ke Spanner, Anda memiliki beberapa opsi:

  • Jika Anda menggunakan UUID di database sumber, di Spanner, Anda dapat menggunakan kolom kunci dalam jenis STRING dan fungsi GENERATE_UUID() (GoogleSQL atau PostgreSQL) sebagai nilai defaultnya.
  • Jika Anda menggunakan kunci utama bilangan bulat, dan aplikasi Anda hanya memerlukan kunci agar unik, Anda dapat menggunakan kolom kunci di INT64 dan menggunakan urutan positif yang dibalik bitnya untuk nilai default kunci utama. Lihat Memigrasikan kolom kunci yang dibalik bitnya.

  • Spanner tidak mendukung cara untuk membuat nilai monotonik.

    Jika Anda menggunakan kunci monotonik, seperti jenis SERIAL PostgreSQL, atau atribut AUTO_INCREMENT MySQL, dan Anda memerlukan kunci monotonik baru di Spanner, Anda dapat menggunakan kunci komposit. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Menukar urutan kunci dan Melakukan hashing pada kunci unik dan menyebarkan penulisan di seluruh shard logis.

  • Jika aplikasi Anda membalikkan bit kunci INT64 secara manual di GoogleSQL atau kunci bigint di PostgreSQL, Anda dapat menggunakan urutan positif yang dibalikkan bitnya (GoogleSQL atau PostgreSQL) dan membuatnya menghasilkan nilai kunci baru untuk Anda. Untuk informasi selengkapnya, lihat Memigrasikan kolom kunci yang dibalik bitnya.

Langkah berikutnya