三大数据库 sequence 之华山论剑 (上篇)

2023-07-25 18:45:52

前言

本文将基于以下三种关系型数据库，对 sequence (序列) 展开讨论。

Oracle - 应用最广泛的商用关系型数据库

PostgreSQL - 功能最强大的开源关系型数据库

MySQL - 应用最广泛的开源关系型数据库

sequence 适用场景

主键

用于整型主键数据的生成，一般一个 sequence 仅用于一张表的主键。这是最常用的用途。

本文讨论的主要是此用途。

非主键

只使用 sequence 本身自增的功能，可多表共用一个 sequence，或整个数据库共用一个 sequence。

sequence 不适用的场景

对于要求实际的值一定是连续的(如1,2,3,4,5)，sequence 则不适用。

首先，sequence 生成时是连续的，但由于其生成的值会丢失或被消耗掉等原因，从而导致实际使用时不一定是连续的。

sequence 用法一显式调用

这种方式是单独创建 sequence 和表，在 INSERT 等语句中显式调用 sequence。

如下示例。

Oracle

SQL> CREATE SEQUENCE seq_test;

Sequence created.

SQL> CREATE TABLE tb_test (
    test_id NUMBER PRIMARY KEY
);  2    3  

Table created.

SQL> INSERT INTO tb_test (test_id) VALUES (seq_test.nextval);

1 row created.

SQL> COMMIT;

Commit complete.

SQL> SELECT * FROM tb_test ORDER BY 1 DESC;

   TEST_ID
----------
	 1

PostgreSQL

如下示例，PostgreSQL 的 SQL 与 Oracle 的 SQL 很类似。

$ psql -U alvin -d alvindb
psql (11.9)
Type "help" for help.

alvindb=> CREATE SEQUENCE seq_test;
CREATE SEQUENCE
alvindb=> CREATE TABLE tb_test (
alvindb(>     test_id INTEGER PRIMARY KEY
alvindb(> );
CREATE TABLE
alvindb=> INSERT INTO tb_test (test_id) VALUES (nextval('seq_test'));
INSERT 0 1
alvindb=> SELECT * FROM tb_test ORDER BY 1 DESC;
 test_id 
---------
       1
(1 row)

MySQL

MySQL 不支持单独创建sequence。参考用法四 AUTO INCREMENT 中 MySQL 部分。

sequence 用法二触发器中调用

是否可以在 INSERT 语句中不显式调用 sequence，而使其自动调用呢？

当然可以！通常有三种方法。一是通过触发器实现，二是在 DEFAULT 中调用sequence，三是通过 AUTO INCREMENT 方式。

我们先来看一下如何在触发器中实现。

可以在表的 BEFORE INSERT 触发器中，调用 sequence，从而达到在插入前自动给主键赋值。这样，在 INSERT 中就不需要显式调用 sequence 了。

Oracle

SQL> CREATE SEQUENCE seq_test2;

Sequence created.

SQL> CREATE TABLE tb_test2 (
    test_id NUMBER PRIMARY KEY,
    test_order NUMBER
);  2    3    4  

Table created.

SQL> CREATE OR REPLACE TRIGGER trg_b_ins_tb_test2
  BEFORE INSERT ON tb_test2
  FOR EACH ROW
BEGIN
  SELECT seq_test2.nextval
  INTO :new.test_id
  FROM dual;
END;  2    3    4    5    6    7    8  
  9  /

Trigger created.

SQL> INSERT INTO tb_test2 (test_order) VALUES (1);                

1 row created.

SQL> SELECT * FROM tb_test2 ORDER BY 2 DESC;

   TEST_ID TEST_ORDER
---------- ------------
	 1	      1

下面测试表明，当在 INSERT 中指定列 test_id 为 NULL 时，会从 sequence 中取值。但这是 trigger 的原理决定的，与传入的值是否为 NULL 无关。

SQL> INSERT INTO tb_test2 (test_id,test_order) VALUES (NULL,2);

1 row created.

SQL> COMMIT;

Commit complete.

SQL> SELECT * FROM tb_test2 ORDER BY 2 DESC;

   TEST_ID TEST_ORDER
---------- ----------
	 2	    2
	 1	    1

PostgreSQL

如下示例，PostgreSQL 的 SQL 与 Oracle 的 SQL 也很类似。触发器的创建方式略有差异。

alvindb=> CREATE SEQUENCE seq_test2;
CREATE SEQUENCE
alvindb=> CREATE TABLE tb_test2 (
alvindb(>     test_id INTEGER PRIMARY KEY,
alvindb(>     test_order INTEGER
alvindb(> );
CREATE TABLE
alvindb=> CREATE OR REPLACE FUNCTION trgf_b_ins_tb_test2()
alvindb-> RETURNS TRIGGER AS
alvindb-> $$
alvindb$> BEGIN
alvindb$>     NEW.test_id := nextval('seq_test2');
alvindb$>     RETURN NEW;
alvindb$> END;
alvindb$> $$
alvindb-> LANGUAGE 'plpgsql';
CREATE FUNCTION
alvindb=> CREATE TRIGGER trg_b_ins_tb_test2
alvindb->     BEFORE INSERT ON tb_test2
alvindb->     FOR EACH ROW
alvindb->     EXECUTE PROCEDURE trgf_b_ins_tb_test2();
CREATE TRIGGER
alvindb=> \d+ tb_test2
                                   Table "public.tb_test2"
   Column   |  Type   | Collation | Nullable | Default | Storage | Stats target | Description 
------------+---------+-----------+----------+---------+---------+--------------+-------------
 test_id    | integer |           | not null |         | plain   |              | 
 test_order | integer |           |          |         | plain   |              | 
Indexes:
    "tb_test2_pkey" PRIMARY KEY, btree (test_id)
Triggers:
    trg_b_ins_tb_test2 BEFORE INSERT ON tb_test2 FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE trgf_b_ins_tb_test2()
alvindb=> INSERT INTO tb_test2 (test_order) VALUES (1);
INSERT 0 1
alvindb=> SELECT * FROM tb_test2 ORDER BY 2 DESC;
 test_id | test_order 
---------+--------------
       1 |            1
(1 row)

下面测试表明，同 Oracle 中一样，当在 INSERT 中指定列 test_id 为 NULL 时，同样，这也是 trigger 的原理决定的，与传入的值是否为 NULL 无关。

alvindb=> INSERT INTO tb_test2 (test_id,test_order) VALUES (NULL,2);
INSERT 0 1
alvindb=> SELECT * FROM tb_test2 ORDER BY 2 DESC;
 test_id | test_order 
---------+------------
       2 |          2
       1 |          1
(2 rows)

MySQL

MySQL 不支持单独创建sequence。参考用法四 AUTO INCREMENT 中 MySQL 部分。

sequence 用法三 DEFAULT 中调用

看完上面的用法，我们不禁感觉，创建触发器有有点麻烦。

有没有简单用法呢，手动创建完 sequence 后，一句话就可以调用的那种？

当然，就是在 DEFAULT 调用 sequence！

Oracle

以下为 Oracle 中代码示例。

Oracle Database 11g Release 11.2.0.4.0

先在 Oracle 11g 中试一下。

SQL> CREATE SEQUENCE seq_test3;                              

Sequence created.

SQL> CREATE TABLE tb_test3 (
    test_id NUMBER DEFAULT seq_test3.nextval PRIMARY KEY,
    test_order NUMBER
);  2    3    4  
    test_id NUMBER DEFAULT seq_test3.nextval PRIMARY KEY,
                            *
ERROR at line 2:
ORA-00984: column not allowed here

什么？报错！这是为什么呢？

根据 Oracle 官方文档，原来在 Oracle 11g 中这种用法不支持。想要实现类似功能，只能用 trigger 了。

Restriction on Default Column Values
A DEFAULT expression cannot contain references to PL/SQL functions or to other columns, the pseudocolumns CURRVAL, NEXTVAL, LEVEL, PRIOR, and ROWNUM, or date constants that are not fully specified.

Oracle Database 12c Release 12.2.0.1.0

在 Oracle 12c 中 DEFAULT 中调用 sequence 是可以的。

SQL> CREATE SEQUENCE seq_test3;

Sequence created.

SQL> CREATE TABLE tb_test3 (
    test_id NUMBER DEFAULT seq_test3.nextval PRIMARY KEY,
    test_order NUMBER
);  2    3    4  

Table created.

SQL> INSERT INTO tb_test3 (test_id,test_order) VALUES (seq_test3.nextval,1);

1 row created.

SQL> INSERT INTO tb_test3 (test_id,test_order) VALUES (DEFAULT,2);

1 row created.

SQL> INSERT INTO tb_test3 (test_order) VALUES (3);

1 row created.

SQL> COMMIT;

Commit complete.

SQL> SELECT * FROM tb_test3 ORDER BY 2 DESC;

   TEST_ID TEST_ORDER
---------- ------------
	 3	      3
	 2	      2
	 1	      1

通过如下 SQL 可查询数据字典中表列的 DEFAULT

SQL> SET linesize 100
COL table_name FOR a30
COL column_name FOR a30
COL data_default FOR a30
SQL> SELECT table_name,column_name,data_default FROM user_tab_columns WHERE table_name = 'TB_TEST3';

TABLE_NAME		       COLUMN_NAME		      DATA_DEFAULT
------------------------------ ------------------------------ ------------------------------
TB_TEST3		       TEST_ID			      "TEST"."SEQ_TEST3"."NEXTVAL"
TB_TEST3		       TEST_ORDER

那么在表列的 DEFAULT 中调用了 sequence 后，sequence 可以被删除吗？

SQL> DROP SEQUENCE seq_test3;

Sequence dropped.

可以看到，DEFAULT 中的 sequence 可以被删除。

那么删除 sequence 后表列的 DEFAULT 变不变呢？再插入数据会怎么样呢？

如下示例，删除 sequence 后再插入数据，删除 sequence 后表列的 DEFAULT 不变！但再插入数据时会报错。

SQL> SELECT table_name,column_name,data_default FROM user_tab_columns WHERE table_name = 'TB_TEST3';

TABLE_NAME		       COLUMN_NAME		      DATA_DEFAULT
------------------------------ ------------------------------ ------------------------------
TB_TEST3		       TEST_ID			      "TEST"."SEQ_TEST3"."NEXTVAL"
TB_TEST3		       TEST_ORDER

SQL> 
SQL> INSERT INTO tb_test3 (test_order) VALUES (5);
INSERT INTO tb_test3 (test_order) VALUES (5)
       *
ERROR at line 1:
ORA-02289: sequence does not exist

PostgreSQL

在 PostgreSQL 中同样可以。PostgreSQL 的 SQL 与 Oracle 的 SQL 依然很类似。

alvindb=> CREATE SEQUENCE seq_test3;
CREATE SEQUENCE
alvindb=> CREATE TABLE tb_test3 (
alvindb(>     test_id INTEGER DEFAULT nextval('seq_test3') PRIMARY KEY,
alvindb(>     test_order INTEGER
alvindb(> );
CREATE TABLE
alvindb=> INSERT INTO tb_test3 (test_id,test_order) VALUES (nextval('seq_test3'),1);
INSERT 0 1
alvindb=> INSERT INTO tb_test3 (test_id,test_order) VALUES (DEFAULT,2);
INSERT 0 1
alvindb=> INSERT INTO tb_test3 (test_order) VALUES (3);
INSERT 0 1
alvindb=> SELECT * FROM tb_test3 ORDER BY 2 DESC;
 test_id | test_order 
---------+--------------
       3 |            3
       2 |            2
       1 |            1
(3 rows)

我们尝试 DROP 一下 sequence。

从下面的示例中可以看出，DEFAULT 中的 sequence 可以删除。同时也会提示，表列的 DEFAULT 也被删除了，这个是十分友好的。

alvindb=> CREATE SEQUENCE seq_test3;
CREATE SEQUENCE
alvindb=> CREATE TABLE tb_test3 (
alvindb(>     test_id INTEGER DEFAULT nextval('seq_test3') PRIMARY KEY,
alvindb(>     test_order INTEGER
alvindb(> );
CREATE TABLE
alvindb=> \d+ tb_test3
                                               Table "public.tb_test3"
   Column   |  Type   | Collation | Nullable |            Default             | Storage | Stats target | Description 
------------+---------+-----------+----------+--------------------------------+---------+--------------+-------------
 test_id    | integer |           | not null | nextval('seq_test3'::regclass) | plain   |              | 
 test_order | integer |           |          |                                | plain   |              | 
Indexes:
    "tb_test3_pkey" PRIMARY KEY, btree (test_id)
alvindb=> DROP SEQUENCE seq_test3;
ERROR:  cannot drop sequence seq_test3 because other objects depend on it
DETAIL:  default value for column test_id of table tb_test3 depends on sequence seq_test3
HINT:  Use DROP ... CASCADE to drop the dependent objects too.
alvindb=> DROP SEQUENCE tb_test4_test_id_seq CASCADE;
NOTICE:  drop cascades to default value for column test_id of table tb_test4
DROP SEQUENCE

刚才提到，在 Oracle 中，这个用法是从 Oracle 12c 中才开始支持的。

那么 PostgreSQL 是哪个版本开始支持的呢？

PostgreSQL 官网文档中列出的最早的版本是 PostgreSQL 7.1（7.1 之前的文档官网中未列出），在这个文档中，已支持这种用法。

这就 PostgreSQL 7.1 文档中的例子

CREATE TABLE distributors (
    name     VARCHAR(40) DEFAULT 'luso films',
    did      INTEGER  DEFAULT NEXTVAL('distributors_serial'),
    modtime  TIMESTAMP DEFAULT now()
);

Oracle 和 PostgreSQL 这些版本是什么时候发布的呢？

根据 PostgreSQL 官网， PostgreSQL Release 7.1.3 是 2001-08-15。

根据 Wikipedia， Oracle Database 12c Release 1 是 July 2014 发布的。

即 PostgreSQL 2001 年已支持 sequence 的 DEFAULT nextval 用法，十三年后，Oracle 也支持了。