数据库中使用自增量字段与Guid字段作主键的性能对比

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本文对比分析了自动增量字段与GUID作为主键的性能表现，包括数据库插入速度、读取效率及主键可见性等方面，并探讨了不同场景下主键的选择。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.概述:

　　在我们的数据库设计中，数据库的主键是必不可少的，主键的设计对整个数据库的设计影响很大.我就对自动增量字段与Guid字段的性能作一下对比,欢迎大家讨论.

2.简介:

　　1.自增量字段

自增量字段每次都会按顺序递增，可以保证在一个表里的主键不重复。除非超出了自增字段类型的最大值并从头递增，但这几乎不可能。使用自增量字段来做主键是非常简单的，一般只需在建表时声明自增属性即可。

自增量的值都是需要在系统中维护一个全局的数据值，每次插入数据时即对此次值进行增量取值。当在当量产生唯一标识的并发环境中，每次的增量取值都必须最此全局值加锁解锁以保证增量的唯一性。这可能是一个并发的瓶颈，会牵扯一些性能问题。

　　在数据库迁移或者导入数据的时候自增量字段有可能会出现重复,这无疑是一场恶梦(本人已经深受其害).

如果要搞分布式数据库的话，这自增量字段就有问题了。因为，在分布式数据库中，不同数据库的同名的表可能需要进行同步复制。一个数据库表的自增量值，就很可能与另一数据库相同表的自增量值重复了。

　　2.uniqueidentifier(Guid)字段

　　在MS Sql 数据库中可以在建立表结构是指定字段类型为uniqueidentifier,并且其默认值可以使用NewID()来生成唯一的Guid(全局唯一标识符).使用NewID生成的比较随机,如果是SQL 2005可以使用NewSequentialid()来顺序生成,在此为了兼顾使用SQL 2000使用了NewID().

　　Guid:指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的，其算法是通过以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码和许多可能的数字生成。其格式为:04755396-9A29-4B8C-A38D-00042C1B9028.

　　 Guid的优点就是生成的id比较唯一,不管是导出数据还是做分步开发都不会出现问题.然而它生成的id比较长,占用的数据库空间也比较多,随着外存价格的下降,这个也无需考虑.另外Guid不便于记忆,在这方面不如自动增量字段,在作调试程序的时候不太方便。

3.测试:

　　1.测试环境

　　操作系统:windows server 2003 R2 Enterprise Edition Service Pack 2

　　数据库:MS SQL 2005

　　CPU:Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 3.40GHz

　　内存:DDRⅡ 667 1G

　　硬盘:WD 80G

　　2.数据库脚本　　

--自增量字段表

CREATE TABLE [dbo].[Table_Id](

[Id] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,

[Value] [varchar](50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,

CONSTRAINT [PK_Table_Id] PRIMARY KEY CLUSTERED

(

[Id] ASC

)WITH (IGNORE_DUP_KEY = OFF) ON [PRIMARY]

) ON [PRIMARY]

--Guid字段表

CREATE TABLE [dbo].[Table_Guid](

[Guid] [uniqueidentifier] NOT NULL CONSTRAINT [DF_Table_Guid_Guid] DEFAULT (newid()),

[Value] [varchar](50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,

CONSTRAINT [PK_Table_Guid] PRIMARY KEY CLUSTERED

(

[Guid] ASC

)WITH (IGNORE_DUP_KEY = OFF) ON [PRIMARY]

) ON [PRIMARY]

　　测试代码　　

using System;
2

using System.Collections.Generic;
3

using System.Text;
4

using System.Data.SqlClient;
5

using System.Diagnostics;
6

using System.Data;
7

namespace GuidTest
9

{
10

class Program
11

{
12

string Connnection = "server=.;database=GuidTest;Integrated Security=true;";
13

static void Main(string[] args)
14

{
15

Program app = new Program();
16

int Count = 10000;
17

Console.WriteLine("数据记录数为{0}",Count);
18

//自动id增长测试;
19

Stopwatch WatchId = new Stopwatch();
20

Console.WriteLine("自动增长id测试");
21

Console.WriteLine("开始测试");
22

WatchId.Start();
23

Console.WriteLine("测试中

");
24

app.Id_InsertTest(Count);
26

//app.Id_ReadToTable(Count);
27

//app.Id_Count();
28

//查询第300000条记录;
30

//app.Id_SelectById();
31

WatchId.Stop();
33

Console.WriteLine("时间为{0}毫秒",WatchId.ElapsedMilliseconds);
34

Console.WriteLine("测试结束");
35

Console.WriteLine("-----------------------------------------");
37

//Guid测试;
38

Console.WriteLine("Guid测试");
39

Stopwatch WatchGuid = new Stopwatch();
40

Console.WriteLine("开始测试");
41

WatchGuid.Start();
42

Console.WriteLine("测试中

");
43

app.Guid_InsertTest(Count);
45

//app.Guid_ReadToTable(Count);
46

//app.Guid_Count();
47

//查询第300000条记录;
49

//app.Guid_SelectById();
50

WatchGuid.Stop();
52

Console.WriteLine("时间为{0}毫秒", WatchGuid.ElapsedMilliseconds);
53

Console.WriteLine("测试结束");
54

Console.Read();
55

}
56

///
58

/// 自动增长id测试
59

///
60

private void Id_InsertTest(int count)
61

{
62

string InsertSql="insert into Table_Id ([Value]) values ({0})";
63

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
64

{
65

conn.Open();
66

SqlCommand com = new SqlCommand();
67

for (int i = 0; i < count; i++)
68

{
69

com.Connection = conn;
70

com.CommandText = string.Format(InsertSql, i);
71

com.ExecuteNonQuery();
72

}
73

}
74

}
75

///
77

/// 将数据读到Table
78

///
79

private void Id_ReadToTable(int count)
80

{
81

string ReadSql = "select top " + count.ToString() + " * from Table_Id";
82

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
83

{
84

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
85

SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(com);
86

DataSet ds = new DataSet();
87

adapter.Fill(ds);
88

Console.WriteLine("数据记录数为:{0}", ds.Tables[0].Rows.Count);
89

}
90

}
91

///
93

/// 数据记录行数测试
94

///
95

private void Id_Count()
96

{
97

string ReadSql = "select Count(*) from Table_Id";
98

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
99

{
100

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
101

conn.Open();
102

object CountResult = com.ExecuteScalar();
103

conn.Close();
104

Console.WriteLine("数据记录数为:{0}",CountResult);
105

}
106

}
107

108

///
109

/// 根据id查询;
110

///
111

private void Id_SelectById()
112

{
113

string ReadSql = "select * from Table_Id where Id="+300000;
114

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
115

{
116

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
117

conn.Open();
118

object IdResult = com.ExecuteScalar();
119

Console.WriteLine("Id为{0}", IdResult);
120

conn.Close();
121

}
122

}
123

124

///
125

/// Guid测试;
126

///
127

private void Guid_InsertTest(int count)
128

{
129

string InsertSql = "insert into Table_Guid ([Value]) values ({0})";
130

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
131

{
132

conn.Open();
133

SqlCommand com = new SqlCommand();
134

for (int i = 0; i < count; i++)
135

{
136

com.Connection = conn;
137

com.CommandText = string.Format(InsertSql, i);
138

com.ExecuteNonQuery();
139

}
140

}
141

}
142

143

///
144

/// Guid格式将数据库读到Table
145

///
146

private void Guid_ReadToTable(int count)
147

{
148

string ReadSql = "select top "+count.ToString()+" * from Table_GuID";
149

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
150

{
151

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
152

SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(com);
153

DataSet ds = new DataSet();
154

adapter.Fill(ds);
155

Console.WriteLine("数据记录为:{0}", ds.Tables[0].Rows.Count);
156

}
157

}
158

159

///
160

/// 数据记录行数测试
161

///
162

private void Guid_Count()
163

{
164

string ReadSql = "select Count(*) from Table_Guid";
165

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
166

{
167

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
168

conn.Open();
169

object CountResult = com.ExecuteScalar();
170

conn.Close();
171

Console.WriteLine("数据记录为:{0}", CountResult);
172

}
173

}
174

175

///
176

/// 根据Guid查询;
177

///
178

private void Guid_SelectById()
179

{
180

string ReadSql = "select * from Table_Guid where Guid='C1763624-036D-4DB9-A1E4-7E16318C30DE'";
181

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(Connnection))
182

{
183

SqlCommand com = new SqlCommand(ReadSql, conn);
184

conn.Open();
185

object IdResult = com.ExecuteScalar();
186

Console.WriteLine("Guid为{0}", IdResult);
187

conn.Close();
188

}
189

}
190

}
191

192

}
193

　　3.数据库的插入测试

　　测试1

　　数据库量为:100条

　　运行结果

　　测试2

　　数据库量为:10000条

运行结果

测试3

　　数据库量为:100000条

运行结果

　　测试4

　　数据库量为:500000条

　　运行结果

　　4.将数据读到DataSet中

　　测试1

　　读取数据量:100

　　运行结果

　　测试2

　　读取数据量:10000

　　运行结果

　　测试3

　　读取数据量:100000

　　运行结果

　　测试4

　　读取数据量:500000

　　运行结果

　　4.记录总数测试

　　测试结果

　　5.指定条件查询测试

查询数据库中第300000条记录,数量记录量为610300.

4.总结:

　　使用Guid作主键速度并不是很慢,它反而要比使用自动增长型的增量速度还要快.

5.参考:

　　http://www.cnblogs.com

　　http://www.cnblogs.com/leadzen/archive/2008/05/10/1191010.html

5.2.2 选择主键

主键是能够惟一地定义一行数据的一列或多列。主键中的列值不能设置为null值。主键为数据库引擎提供了一种获取数据库表中某个特定行的方法。主键还用于保证引用的完整性。在处理非连接数据时，如果多个用户同时插入数据，则必须确保不会出现重复的主键。

1. 对比智能键、常规键和代理键

智能键是一种基于商业数据表示的键。例如，SKU(Stock Keeping Unit，常用保存单元)就是智能键的一个例子，它定义为一个包含10个字符的字段(在数据库中定义为CHAR(10))。该SKU可能包含以下信息：前四个字符保存供应商代号，随后的三个字符保存产品类型代号，最后三个字符保存一个序列号。

常规键(natural primary key)由商业数据中现有的单个或多个列构成，用于惟一地标识记录。例如，某个现有的商业过程可能要使用社会保险号来标识医院的患者。

尽管智能键和常规键互不相同，但它们都由使用商业相关数据的列构成，并且用户一般都可以查看它们。本书以后将这些键统一称为智能键。

代理主键的键值是由系统生成的，这些值与行中的商业数据没有关系，因此又称为非智能键(dumb key)。本书以后将这些键统一称为代理键(surrogate key)。自动增值的列就是这种键的一个例子，在添加新的行时，该列的值将相应地设置为1，2，3…，依此类推。在Microsoft SQL Server中，自动增值的列称为Identity列。本书以后将这种键统一称为Identity键(identity key)。GUID(globally unique identifier，全局惟一标识符)是另一个由系统生成键值的例子，它通过使用取值算法来生成惟一的键值。本书以后将这种键统一称为GUID键。

专家推荐使用哪一种主键类型呢？不同的专家有着各自的见解。大家在做出选择之前，应深入地理解各种方法的主要优缺点。

图5.3显示了智能键和代理键的一种实现示例。该示例包含三个表：第一个表用于保存作者数据，第二个表用于保存书籍数据，第三个表是一个多对多的联接表(join table)，因为一个作者能够编写多本书籍，一本书籍也能够由多个作者共同编写。

注意，代理主键的实现在TblAuthor和TblBook表中额外包含了一个Id列，因为代理主键的键值是由系统生成的，与行数据无关。用户应不能看见代理主键。下面，我们将分析智能键与代理主键之间在实现上的差异。

数据大小数据大小本身并不十分重要，重要的是在数据库和客户之间传输数据时所占用的带宽。代理主键的实现在每个主表中都额外增加了一列。这将显著地增大数据量的大小。如果代理主键是一个GUID列，则增加的列将使每行增加16个字节。如果增加的是一个自动增值的列，则因该列引起的数据增量取决于所选用的数据类型(int型增加4个字节，long型增加8个字节)。由于联接表通常包含数量庞大的行记录，因此在分析数据库大小的总体差异时，一定要考虑到智能键与代理主键在数据增量大小方面的差异。此外，主键通过创建一个惟一索引来确保自身的惟一性，因此还要考虑到这方面的数据增量。表5.1列出了每种主键类型在数据增量方面的比较结果。

智能键代理键

图5.3 智能键和代理键的实现示例

表5.1 主键大小示例

描述	智能键	Identity键(int型)	GUID键
1000条作者记录	9个字节/SSN = 9,000个字节	4个字节/int = 4,000个字节	16个字节/GUID = 16,000个字节
3000条书籍记录	10个字节/ISBN = 30,000个字节	4个字节/int = 12,000个字节	16个字节/GUID = 48,000个字节
10,000条作者/书籍记录	19个字节/键= 190,000个字节	8个字节/键 = 80,000个字节	32个字节/键 = 320,000个字节
小计	229,000个字节	96,000个字节	384,000个字节
索引	229,000个字节	96,000个字节 + 9000个SSN + 30,000个ISBN = 135,000个字节	384,000个字节 + 9000个SSN + 30,000个ISBN = 423,000个字节
总数	458,000个字节	231,000个字节	807,000个字节

显然，Identity键是这一比较回合的赢家，但要记住的是，int型的最大值是2³¹-1=2 147 483 647。对于大多数应用程序而言，该值已经足够了，但是有些应用程序需要使用long数据类型来保存更多的记录。注意，计算不同类型索引大小的方法是互不相同的。代理键的实现仍需要在SSN列和ISBN列上提供一个惟一索引，以确保这些列的惟一性。

键的可见性代理键对用户是不可见的，但智能键是可见的，并且用户知道如何使用智能键。客户应用程序可以隐藏代理键，但数据库工具却不能隐藏它们。这就要求使用数据库工具的人员必须理解如何使用代理键。因此，智能键是这一比较回合的赢家。

键的易修改性主键是难以进行修改的，因为如果对主键进行修改，则修改结果必然对子表造成影响。这时就应该使用代理键取代智能键。为什么呢？因为代理键并不显示给用户，所以不必修改它们；而智能键包含用户可以看到的商业数据，因此必须允许该数据能够进行修改。

int型代理键也需要进行修改，以确保惟一性(正如前文所述)，但GUID型代理键从不需要进行修改。这正是我为什么喜欢使用GUID型代理键的主要原因。

联接个数在某些情况中，可以使用智能键来减少联接的个数。例如，如果想运行一个显示每个作者所著书籍的报表，并且该报表只包含作者的SSN字段和书籍的ISBN字段，则在实现智能主键时，只需查询TblAuthorBook联接表即可。在实现代理主键时，必须联合查询TblAuthor表、TblAuthorBook表和TblBook表才能获得该信息。因此，智能键是这一比较回合的赢家，但实践中很少只查询这两列信息而不查询其他的信息，诸如作者的姓名和书名。

SQL复杂性智能键的实现通常使用多个列来确保惟一性。SQL查询会因为使用这样的复合智能键而变得错综复杂。正如前文所述，尽管可以联合更多的代理键，但代理键更易于使用，因为它们不使用复合键(联接表除外)。对比前面两种代理键类型，Identity键在实现上比GUID键更易于编写查询，但是一旦掌握了GUID数据类型(稍后将会予以讨论)的使用特点，就会发现，GUID键相较于Identity键，并不是特别难用的。

在非连接时确保惟一性在非连接环境中，几乎不能保证智能键在用户输入数据时的惟一性。问题是在向数据库服务器添加新行时，有人可能输入匹配信息，从而导致冲突。有人可能会辩解说，使用代理键就可以解决该问题，但不要忘记，大家仍可以在诸如社会保险号或车辆标识号等字段上创建惟一索引，以在添加重复信息时能抛出一个异常。

在使用int型代理键时，管理主键列编号的窍门是将DataSet非连接对象中的AutoIncrement属性设置为true，AutoIncrementStep(增量)设置为-1(负1)，AutoIncrementSeed(起始值)设置为-1，这样，在添加新行时，编号将从-1开始，每新增一行，编号就减1。负值认为是非连接占位符，因此不会与服务器的Identity列设置产生冲突，因为服务器只会分配正值编号。下面的SQL命令首先插入一行数据，然后立即查询该插入行。该命令所返回的信息用于将占位符(负值键)更新为数据库所创建的值。

SQL INSERT命令

INSERT INTO [TBLAUTHOR] ([SSN], [LastName], [FirstName])

VALUES (@SSN, @LastName, @FirstName)

SELECT Id, SSN, LastName, FirstName FROM TblAuthor

WHERE (Id = SCOPE_IDENTITY())

SCOPE_IDENTITY函数返回刚才所插入的作者ID值。注意，不要使用@@IDENTITY函数，因为在激活一个插入触发器，以在包含Identity列的表中插入一行或多行数据时，该函数将返回一个错误值。

因为必须获取服务器中的数据来更新非连接数据中的占位符，所以必须考虑更新主键值对性能的影响。如果使用服务器中创建的值更新非连接数据键，会发生什么情况呢？这时，所有的子数据都必须进行更新，以反映键值的变化；为实现这一目的，可以根据它们之间的相互关系启用级联更新功能。这又会引出另一个性能问题，尤其对于较大的DataSet对象。

在使用GUID代理主键时，一旦设置了主键就不必再修改它。主要的问题是如何设置键值。下面的代码片段演示了如何初始化GUID。

Visual Basic

Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, _

ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load

For Each dt As DataTable In salesSurrogateGuidKeyDs.Tables

If (not dt.Columns("Id") Is Nothing) Then

AddHandler dt.TableNewRow, addressof InitializeGuid

End If

End Sub

Private Sub InitializeGuid(ByVal sender As Object, _

ByVal e As DataTableNewRowEventArgs)

If (TypeOf e.Row("Id") Is DBNull) Then

e.Row("Id") = Guid.NewGuid()

End If

End Sub

public Form1() //constructor

{

InitializeComponent();

foreach (DataTable dt in sales_SurrogateGuidKeyDs.Tables)

{

if(dt.Columns["Id"] != null)

dt.TableNewRow += new DataTableNewRowEventHandler(InitializeGuid);

}

private void InitializeGuid(object sender, DataTableNewRowEventArgs e)

{

if(e.Row["Id"] is DBNull)

e.Row["Id"] = Guid.NewGuid();

}

因为TblAuthor表和TblBook表具有同名的主键(“Id”)，所以前面的示例代码包含一个InitializeGuid方法，用于创建新的GUID，在触发这些表的TableNewRow事件时，将调用该方法。通常，像该示例代码那样，使所有的代理键具有相同的名称是一种不错的做法。不必使用该实现创建级联关系。所以，GUID型代理键是这一比较回合的赢家。

在数据库间移动数据在实现Identity键时，需要额外做一些工作才能在数据库之间移动数据。假设表的键值范围从1到n，这些值也可以作为数据库中所有外键的值。如何取出该数据，并将其合并到另一个使用相同数据编号的数据库中呢？要想解决这一问题，则需要对所有的Identity列进行重新编号。

如果使用GUID键实现，则移动数据只是将数据从一个数据库复制到另一个数据库，因此，GUID键是这一比较回合的赢家。

最终的赢家是… 我刚刚开发完成了一项实现GUID键的大型项目，并且还开发了多个使用智能键和Identity键实现的项目。表5.2总结了各种键类型在一些影响性能、数据大小和易用性等因素中所占的百分比。我根据自己使用这些键类型的经验，将权重值的范围设定为0%到100%，其中100%表示权重值最大。此外，键类型的系数分为以下三级：第一级系数为1，第二级系数为0.5，第三级系数为0，通过将键类型系数乘以每个因素的权重值，就可以得到每种键类型的权重值。

表5.2 基于因素及其权重的最终百分比

权重值
因素及其权重	智能键	Identity键	GUID键
数据大小 = 25%	12.5%	25%	0%
键的可见性 = 5%	5%	2.5%	0%
键的易修改性 = 20%	0%	10%	20%
联接个数 = 5%	5%	2.5%	2.5%
SQL复杂性 = 5%	0%	5%	2.5%
确保惟一性 = 25%	0%	12.5%	25%
数据移动 = 15%	7.5%	0%	15%
总计 = 100%	30%	57.5%	65%

根据表5.2中的权重值，GUID键的绝大部分因素权重值都是最大的。如果大家对某些因素的权重存有异议，可以尝试着修改权重以验证是否能得到不同的结果。注意，这些主键的实现都不能面分之百地满足所有因素。一般认为，GUID键实现是最适合非连接数据应用程序的。智能键实现是否有属于自己的用武之地呢？有的，它最适合用于数据仓库应用程序，因为数据仓库应用程序在设计上一般都会提供高性能只读访问，并且包含最少的联接数。因为数据是只读的，所以“修改键”因素所占的权重较小。表5.3通过对表5.2中的权重进行局部调整，提供了各种键类型基于另一种权重的百分比。

表5.3 基于因素及其权重的数据仓库百分比

权重值
因素及其权重	智能键	Identity键	GUID键
数据大小=25%	12.5%	25%	0%
键的可见性=10%	10%	0%	0%
键的易修改性=5%	0%	2.5%	5%
联接个数=25%	25%	0%	0%
SQL复杂性=10%	10%	5%	5%
确保惟一性=5%	0%	0%	5%
数据移动=20%	10%	0%	20%
总计=100%	67.5%	32.5%	35%

前面的表只是作为一种参考，大家在做项目的时候，一定要考虑到其他可能影响项目的任何因素。

5.3 GUID的用法

许多开发人员在试图使用GUID键时，对GUID感到非常恐惧。GUID可能非常大，但它们并不难以使用。下面将介绍一些使用技巧。

5.3.1 复制/粘贴GUID

在调试时，可以选中包含一个GUID键的代码，这时IntelliSense会显示该GUID键(如图5.4所示)；接着，选中该GUID键的键值，并将其复制到剪贴板；然后将该值粘贴到一个查询窗口中，并将大括号替换为单引号，如下面的SQL语句所示。

图5.4 使用IntelliSense复制一个GUID键，并将其粘贴到查询工具中

使用GUID键的SQL查询命令

SELECT Id, SSN, LastName, FirstName

FROM TblAuthor

WHERE (Id = 'cbc8c64c-6ba6-4bec-baef-4c0e50e8b251')

5.3.2 在非联接表中使用同名的主键列

强烈建议大家在所有非联接表中使用同名的主键列(诸如Id)。这样做有利于编写处理GUID键的存储过程。此外，使主键成为每个表中的第一列还可以帮助用户理解该字段的目的。

5.3.3 查找数据库中的GUID

由于数据库的设计原因，大家在查找某个外键列中的一个GUID时，却不知道该GUID的数据在哪儿。例如，假设有一个如图5.5所示的独占性OR关系。这种类型的关系经常出现在面向对象的环境中——一个Book类可能包含多个子类，诸如Ebook类、PaperBack类和HardCover类。这些类的字段互不相同，因此要么创建一个包含大量列值为null的表，要么如图5.5所示，为每个子类单独创建一个表，必须在这两种方法中选择其一。