【后端高阶面经：数据库篇】16、分库分表主键：如何设计一个高性能唯一ID

一、分库分表主键生成的核心挑战

在互联网应用规模不断扩大的背景下，单库单表的数据库架构逐渐无法满足存储和性能需求，分库分表成为解决数据量爆炸和高并发问题的有效手段。然而，这一架构调整带来了主键生成的新挑战，传统单库环境下简单可靠的主键生成方式在分布式场景下暴露出诸多问题。

1.1 分库分表的必要性

• 数据量限制：单表数据量过大导致查询性能下降，如MySQL单表建议数据量控制在500万以内，超过后索引效率显著降低。
• 高并发压力：单库难以承载海量并发请求，分库分表通过水平扩展将流量分散到多个节点。
• 业务隔离需求：不同业务模块的数据可拆分到不同数据库，提升系统稳定性和可维护性。

1.2 主键生成的三大核心需求

1.2.1 全局唯一性

分库分表后，主键需确保在所有数据库和表中唯一，避免数据冲突和不一致。例如，电商订单系统中若不同库生成相同订单号，将导致订单数据混乱。

1.2.2 递增性

递增主键有助于数据库索引优化，减少页分裂现象，提升插入性能。如InnoDB存储引擎中，自增主