Primární klíč - Auto Increment vs UUID

Universally unique identifier zkráceně UUID je 128bitové číslo často zapisované pomocí 36 znaků - 32 hexadecimálních znaků a 4 pomlček. Hlavní výhodou je, že generátory produkují jednotlivá čísla tak náhodně, že je vyloučen vznik konfliktů. A to je přesně ta vlastnost, která je potřeba pro primární klíče v databázi. Existuje několik verzí UUID. Všechny mají stejný výstupní formát, ale liší se ve způsobu generování:

• Verze 1 – Generována na základě timestampu s přesností na stovky nanosekund
• Verze 4 – Generována čistě náhodně, bez závislosti na timestampu
• Verze 3 a 5 – Generována na základě namespace. Při použití stejného namespace je generované UUID stále stejné

Formát UUID verze 1

Je lepší UUID nebo Auto increment?

Auto Increment je posloupná sekvence čísel počínaje 1. Pro každý vložený záznam DBMS vygeneruje následující číslo a přiřadí jej danému záznamu. Je tedy unikátní pouze v rámci tabulky. Díky transakcím a souběhu může dojít k situaci, že některý prvek je přeskočen a není použit. 

UUID je na rozdíl od Auto Increment unikátní napříč systémem i "vesmírem". Samozřejmě mohou existovat 2 shodná UUID. V praktickém použití je to ale nepravděpodobné a počítá se s tím, že tato situace při práci s daty nenastane.

UUID je nezávislý na prostředí. Dva servery můžou používat 2 databáze, které je pak velmi jednoduché spojit do jedné. Může to být vhodné také u offline aplikace. Ta může vygenerovat celou hierarchii modelů včetně primárních klíčů a poté je odeslat na server k uložení. A je zde jistota, že jiná aplikace nevytvořila záznamy se stejným ID.

Nevýhody UUID

• Velikost – UUID zabere 16 bytů namísto 4 (integer) nebo 8 (big integer). Navíc pokud se ukládá například v MySQL jako CHAR(36), pak zabere celý 36 bytů. A protože Primární klíč je vždy indexován, kromě samotné tabulky roste i index.
• Částečná podpora v MySQL – V MySQL neexistuje datový typ UUID. Je nutné zvolit CHAR(36), nebo BINARY(16), kdy je navíc nutné používat funkce UUID_TO_BIN() a BIN_TO_UUID(), které jsou dostupné pouze v MySQL 8.0+ a vůbec nejsou v MariaDB. Je také nutné vždy použít funkci UUID(), která vrací UUIDv1, nebo vše generovat na serveru. Nelze při INSERTu sloupec vynechat a nechat automaticky server vygenerovat ID jako je tomu u Auto Increment.
• Horší debugování – Protože index je vždy seřazen a UUID není sekvenční, nové záznamy nelze dohledat vždy na konci tabulky. Je také mnohem horší si doplňovat/pamatovat celých 36 znaků namísto jednoho čísla.

Nevýhody Auto Increment

• ID není známo předem – Při vkládání více tranzitivních záznamů napříč tabulkami, je vždy nutné vložit záznam do DB a získat jeho nové ID. To je teprve možné použít při vkládání dalších záznamů v závislých tabulkách. Není možné si předem vygenerovat ID a používat. Což hodně ztěžuje distribuované nebo offline systémy, jak je popsáno výše.
• Transparentnost – Auto Increment je postupná sekvence. Pokud vytvořím objednávku, která dostane ID 123089 a po 6 měsících u bude ID 123120, vím, že eshopu se asi moc nedaří. Za 6 měsíců bylo vytvořeno jen 31 objednávek. Jindy jsem schopen zjistit, kolik firma prodejem služeb získává peněz. Protože vím, kolik bylo vytvořeno přihlášek a kolik služba stojí.

Použití v databázích a frameworku

-- MySQL či MariaDB

CREATE TABLE `uuid_test` ( `id` char(36) NOT NULL, `value` varchar(255) NOT NULL );

INSERT INTO `uuid_test` (`id`, `value`) VALUES (uuid(), 'RandomValue'); -- Generuje UUID v1



-- Postgres

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS "uuid-ossp"; -- Potřeba povolit uuid-ossp rozšíření

CREATE TABLE "uuid_test" (
  "id" uuid NOT NULL DEFAULT uuid_generate_v4(),
  "value" character varying(255) NOT NULL
);

INSERT INTO "uuid_test" ("value") VALUES ('RandomValue'); -- Automaticky doplní UUID v4

Laravel a UUID

Laravel dokáže vytvářet v migracích sloupce s datovým typem UUID. Ty jsou v MySQL ukládány jako CHAR(36). Dokáže tyto sloupce používat i jako primární klíče, je ale nutné použít knihovnu Laravel UUID a implementovat ji do svých modelů. 

---

Zkušenosti s rozhodování mezi Auto Increment a UUID můžete sdílet v komentářích.
Cover obrázek přejat z Freepik