瀚高数据库序列介绍、使用及值不连续、重复写入等现象处理

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环境

系统平台：Linux x86-64 Red Hat Enterprise Linux 7

版本：4.5.10

文档用途

本文介绍瀚高数据库中序列使用，值不连续、重复写入等现象及处理办法。

详细信息

1、序列（Sequence）介绍

序列主要用来生成单调递增的整数值，依赖pg_sequence系统表和WAL日志，保证即使在数据库崩溃恢复后依然不会产生重复值。

创建序列

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-- 创建序列
CREATE SEQUENCE seq_1
    INCREMENT BY 1        -- 步长
    MINVALUE 1            -- 最小值
    MAXVALUE 999999999    -- 最大值（INT2、INT4、INT8）
    START WITH 1          -- 起始值
    CACHE 1               -- 缓存大小，默认 1
    NO CYCLE;             -- 达到最大值后报错，不回绕
序列函数：

nextval(seq): 序列的下一个值
currval(seq): 序列当前值（最后一次nextval的值），若当前会话未对该序列执行过nextval，则报错
setval(seq, n): 设置序列的值
lastval(): 不区分序列，当前会话最后一次nextval的值，如果当前会话未执行过nextval，则报错

特性：

序列值不会随事务回滚而回滚，一旦调用nextval()，值就分配且写入WAL，即使事务回滚也不会将值"还回去"，因此这也是导致值不连续的一种情况。

序列与表自增列

数据库可以使用序列实现自增列，自增列可以作为自增主键使用。

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CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name TEXT
);

SERIAL伪类型是把"创建序列+绑定DEFAULT nextval"两步合并了，不使用SERIAL创建自增列如下操作：

sql 复制代码

CREATE SEQUENCE users_id_seq;
CREATE TABLE users (
    id INT NOT NULL DEFAULT nextval('users_id_seq'),
    name TEXT
);

子类型	底层类型	对应序列
SMALLSERIAL	SMALLINT (2B)	上限 32767
SERIAL	INTEGER (4B)	上限 2147483647
BIGSERIAL	BIGINT (8B)	上限 9223372036854775807

SERIAL伪类型只能在CREATE TABLE时指定，已有字段改为自增时，必须使用DEFAULT nextval指定。

清空表时重置序列

sql 复制代码

TRUNCATE tablename RESTART IDENTITY;

TRUNCATE时添加RESTART IDENTITY会将序列值重置。

2、值不连续现象

现象：

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id 分布: 1, 2, 5, 6, 7, 10 → 缺少 3, 4, 8, 9

数据库序列保证顺序但不保证连续，原因：

1、事务回滚，事务中调用了nextval()后，执行了ROLLBACK

2、某行被删除，该行的ID不会复用

3、数据库崩溃或重启，CACHE中未使用的值丢失

4、ON CONFLICT DO NOTHING，nextval()调用后由于冲突未插入

建议：

业务层面需容忍或规避这种不连续现象（例如不依赖ID连续性做业务逻辑），而非依赖数据库序列保证连续。

3、序列值重复

序列回绕导致重复

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CREATE SEQUENCE bad_seq
    MAXVALUE 5
    CYCLE;             -- 达到 5 后回绕到 1
SELECT nextval('bad_seq');  -- 1
SELECT nextval('bad_seq');  -- 2
...
SELECT nextval('bad_seq');  -- 5
SELECT nextval('bad_seq');  -- 1  ← 重复！

如果序列显式设置了CYCLE，当达到MAXVALUE后便会回绕到MINVALUE，从而导致值重复。若序列对应的数据类型达到上限且序列为NO CYCLE，则会直接报错，而非回绕。

解决：

增大序列的MAXVALUE值，并同步修改数据类型，SMALLINT改为INTEGER，INTEGER改为BIGINT，如果达到BIGINT最大值，需从业务层面解决。

手动插入序列值

手动插入一个大于当前序列值的ID后，序列本身并不会自动更新，后续如果继续使用DEFAULT nextval('seq') 或SERIAL自动生成ID，序列仍会从其上次缓存的值开始递增，很可能产生一个已存在的手动插入ID，从而导致序列值重复。

sql 复制代码

-- 手动插入ID
INSERT INTO users (id, name) VALUES (10, 'legacy');
-- 序列当前值仍为 5，下次自动插入
INSERT INTO users (name) VALUES ('new');  -- id=6，然后 id=10 时冲突
-- 手动插入后，应该同步序列值
SELECT setval('users_id_seq', (SELECT max(id) FROM users));

数据迁移

分步迁移时，使用pg_dump单独导出表结构和数据，然后再单独导入，这种场景下，最容易遗漏序列同步。序列的当前值存储在pg_sequence系统表中，并不随表数据一同迁移，如果只迁移了表结构和数据，而未重置序列的起始值，序列会从其默认初始值重新开始递增，但此时表中已存在从源库迁移过来的数据（例如ID已经到了10），序列生成的新值很快就会与已有值重复。迁移完成后，必须将序列的当前值设置为表中已有数据的最大值（或更大），确保后续 nextval() 不会生成已存在的值。

sql 复制代码

-- pg_dump 默认包含此命令，分步操作时遗漏
SELECT pg_catalog.setval('users_id_seq', 1000, true);

pg_dump默认会在导出文件末尾包含SELECT pg_catalog.setval(...) 语句来同步序列值，完整导入时不会出问题。但如果采用分步操作先导结构，再导数据，或只迁移部分表，就容易遗漏这些setval语句。建议迁移后统一执行一次序列校验。

4、已有数据的表，增加自增列

表已经存在且已有数据时，无法通过ALTER TABLE ... ADD COLUMN直接添加自增列，需要创建序列，回填字段数据，将列默认值绑定到nextval()等步骤实现自增列添加。

方法一：ALTER TABLE + 序列

适用场景：表结构简单、只需在表末尾追加一个自增列、希望尽量少改动现有表结构时使用。

1.创建序列，添加列

sql 复制代码

CREATE SEQUENCE users_id_seq;
ALTER TABLE users ADD COLUMN id INT;

此时，id列数据为NULL。

2.为已有数据回填序列值

sql 复制代码

UPDATE users SET id = nextval('users_id_seq');

UPDATE需要全表扫描并持有行锁，数据量大时建议分批执行，避免长时间锁表。

3.列默认值绑定到nextval()

sql 复制代码

-- 设置NOT NULL约束
ALTER TABLE users ALTER COLUMN id SET NOT NULL;
-- 将列默认值绑定为序列，新插入的数据自动取值
ALTER TABLE users ALTER COLUMN id SET DEFAULT nextval('users_id_seq');
-- 添加主键
ALTER TABLE users ADD PRIMARY KEY (id);

必须先完成回填再设置NOT NULL，否则会报错：ERROR: column "id" contains null values；设置DEFAULT后，新插入的行才会自动从序列取值；添加主键会自动创建唯一索引，若表中存在重复数据，需先清理重复数据。

4.同步序列值，避免后续nextval生成已回填过的值

sql 复制代码

SELECT setval('users_id_seq', (SELECT max(id) FROM users));

方法二：重建表

适用场景：自增列必须位于首列，需要调整字段顺序，需要同时修改字段类型/默认值/约束，或表结构较复杂（存在多个索引、外键、CHECK 约束）时，重建表比ALTER TABLE更可控。

1.创建新表

sql 复制代码

-- 自增列放在首列，其余字段与旧表保持一致
CREATE TABLE users_new (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name TEXT
);

需要调整的字段类型、默认值、约束在这一步一并设计好，避免二次重建；索引、外键可在数据导入后再创建，避免导入期间维护索引的开销。

2.拷贝数据

只拷贝业务字段，id 由新表序列按导入顺序生成，无需手工回填。如需 id 按某字段顺序分配（例如按name排序），可在SELECT中加ORDER BY。

sql 复制代码

INSERT INTO users_new (name) SELECT name FROM users;

3.同步序列到已有数据的最大值

连续导入时序列通常已自动走到最后一行，但若导入过程中存在删除或回滚，仍需执行一次同步，保证下次 nextval() 从 max(id)+1 开始。

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SELECT setval('users_new_id_seq', (SELECT max(id) FROM users_new));

4.数据对比并替换表名

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-- 校验数据完整性（行数对比，应相等）
SELECT (SELECT count(*) FROM users) AS old_cnt,
       (SELECT count(*) FROM users_new) AS new_cnt;

-- 表名替换
ALTER TABLE users RENAME TO users_bak;
ALTER TABLE users_new RENAME TO users;

替换前先对比行数，确认数据完整后再重命名。第2步拷贝数据期间若有业务持续写入旧表，新表会缺失增量数据，需在应用维护窗口执行，或替换前对增量数据做合并处理。

注意

大表执行UPDATE回填或重建表会锁表，建议在业务低峰期执行，并提前评估表数据量。

方法二替换表名后，需确认新表运行正常再删除备份表：DROP TABLE users_bak;，原表上的索引、外键约束需在新表上重新创建。