Oracle数据库中的序列对象：生成唯一数值的简便方法

欢迎来到今天的讲座！

大家好，欢迎来到今天的讲座！今天我们要聊一聊Oracle数据库中一个非常实用的功能——序列（Sequence）。如果你经常和数据库打交道，尤其是需要生成唯一的、递增的数值时，序列绝对是你的好帮手。它不仅简单易用，还能大大提高你的开发效率。

那么，什么是序列呢？为什么我们需要它？如何使用它？别急，我们一步步来。

什么是序列？

在Oracle数据库中，序列（Sequence） 是一种数据库对象，用于生成唯一的、按顺序递增的数字。你可以把它想象成一个“自动编号机”，每次你调用它，它就会给你返回一个新号码，而且这个号码是唯一的，不会重复。

序列通常用于以下场景：

主键生成：为表的主键字段生成唯一的ID。
订单编号：为每个订单生成唯一的订单号。
发票编号：为每张发票生成唯一的发票号。
任何需要唯一递增数值的地方。

序列的特点

自动递增：序列会根据你设定的规则自动递增，不需要你手动去管理。
唯一性：每次调用序列都会返回一个唯一的值，确保不会重复。
高效：序列的生成是高效的，尤其是在高并发环境下，性能表现非常好。
可配置：你可以根据需求配置序列的起始值、步长、是否循环等。

为什么我们需要序列？

你可能会问，我可以用其他方式生成唯一的数值啊，比如通过 ROWNUM 或者 SYS_GUID()，为什么一定要用序列呢？

1. 唯一性和可靠性

ROWNUM 只是一个行号，它并不保证唯一性，尤其是在多用户并发插入的情况下。而 SYS_GUID() 虽然可以生成全局唯一的标识符，但它是一个16字节的二进制数据，不太适合用作主键或简单的编号。

相比之下，序列生成的是一个简单的整数，既保证了唯一性，又易于阅读和管理。

2. 性能优势

序列的生成是非常高效的，尤其是在高并发环境下。它通过预分配缓存（Cache）来减少锁的竞争，从而提高性能。我们稍后会详细介绍这一点。

3. 灵活性

序列不仅可以生成递增的数值，还可以配置为递减、循环使用、甚至跳过某些值。这种灵活性使得序列适用于各种不同的业务场景。

如何创建和使用序列？

好了，了解了序列的好处，接下来我们来看看如何在Oracle数据库中创建和使用序列。

1. 创建序列

创建序列非常简单，使用 CREATE SEQUENCE 语句即可。下面是一个基本的语法：

CREATE SEQUENCE sequence_name
  START WITH initial_value
  INCREMENT BY increment_value
  MAXVALUE max_value
  MINVALUE min_value
  CYCLE | NOCYCLE
  CACHE cache_size | NOCACHE;

参数说明：

sequence_name：序列的名称。
START WITH：指定序列的起始值，默认是1。
INCREMENT BY：指定每次递增的步长，默认是1。
MAXVALUE：指定序列的最大值，超过此值将停止生成。
MINVALUE：指定序列的最小值，低于此值将停止生成。
CYCLE / NOCYCLE：是否允许序列循环使用。如果选择了 CYCLE，当序列达到最大值后会从最小值重新开始；如果选择了 NOCYCLE，则序列达到最大值后将停止生成。
CACHE / NOCACHE：是否启用缓存。缓存可以提高性能，但可能会导致在数据库崩溃时丢失一些序列值。默认情况下，Oracle会缓存20个序列值。

示例1：创建一个简单的序列

CREATE SEQUENCE my_sequence
  START WITH 1
  INCREMENT BY 1
  NOCACHE
  NOCYCLE;

这条语句创建了一个名为 my_sequence 的序列，起始值为1，每次递增1，不使用缓存，也不循环。

示例2：创建一个带缓存和循环的序列

CREATE SEQUENCE order_id_seq
  START WITH 1000
  INCREMENT BY 10
  MAXVALUE 9999
  CYCLE
  CACHE 50;

这条语句创建了一个名为 order_id_seq 的序列，起始值为1000，每次递增10，最大值为9999，当达到最大值后会从1000重新开始，并且缓存50个序列值。

2. 使用序列

创建好序列后，如何使用它呢？Oracle提供了两个伪列来获取序列的值：

NEXTVAL：获取下一个序列值。
CURRVAL：获取当前序列值（必须先调用 NEXTVAL 才能使用 CURRVAL）。

示例3：插入数据时使用序列

假设我们有一个 employees 表，其中 employee_id 是主键。我们可以使用序列来为每个新员工生成唯一的ID。

INSERT INTO employees (employee_id, first_name, last_name)
VALUES (my_sequence.NEXTVAL, 'John', 'Doe');

每次执行这条语句时，my_sequence.NEXTVAL 都会返回一个新的、唯一的ID。

示例4：查询当前序列值

如果你想查看当前的序列值，可以使用 CURRVAL：

SELECT my_sequence.CURRVAL FROM dual;

注意：CURRVAL 只能在同一会话中使用，并且必须先调用 NEXTVAL 才能使用 CURRVAL。

3. 修改序列

如果你已经创建了一个序列，但想要修改它的参数，可以使用 ALTER SEQUENCE 语句。例如，如果你想更改序列的增量步长，可以这样做：

ALTER SEQUENCE my_sequence
  INCREMENT BY 5;

4. 删除序列

如果你不再需要某个序列，可以使用 DROP SEQUENCE 语句将其删除：

DROP SEQUENCE my_sequence;

序列的高级特性

1. 缓存（Cache）

前面提到，序列可以通过缓存来提高性能。当你启用缓存时，Oracle会在内存中预先分配一批序列值，这样在后续的请求中可以直接从缓存中获取，而不需要每次都去磁盘上读取。这在高并发环境下尤其有用。

但是，缓存也有一个小缺点：如果数据库崩溃，缓存中的序列值可能会丢失。因此，在选择是否启用缓存时，你需要权衡性能和数据完整性。

2. 循环（Cycle）

有时候，你可能希望序列在达到最大值后重新从最小值开始。这就是 CYCLE 选项的作用。例如，如果你有一个订单系统，订单号是从1000到9999，当订单号达到9999后，你可以让它重新从1000开始。

3. 逆向递增（Negative Increment）

虽然序列通常是递增的，但你也可以让序列递减。只需要将 INCREMENT BY 设置为负数即可。例如：

CREATE SEQUENCE reverse_seq
  START WITH 100
  INCREMENT BY -1
  MINVALUE 1
  NOCYCLE;

这条语句创建了一个从100开始递减的序列，直到达到最小值1。

序列与Oracle 12c及更高版本

从Oracle 12c开始，Oracle引入了身份列（Identity Column），它类似于序列，但更加简洁。身份列可以直接在表定义中使用，而不需要单独创建序列。

示例5：使用身份列

CREATE TABLE employees (
  employee_id NUMBER GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY,
  first_name VARCHAR2(50),
  last_name VARCHAR2(50)
);

在这条语句中，employee_id 列被定义为身份列，Oracle会自动为每一行生成唯一的ID。身份列的优点是它更简洁，减少了对序列的依赖。不过，如果你需要更复杂的序列控制（如自定义起始值、步长等），还是建议使用传统的序列。

总结

今天我们学习了Oracle数据库中的序列对象，它是一个非常强大且灵活的工具，能够帮助我们轻松生成唯一的、递增的数值。通过创建、使用和修改序列，我们可以解决许多常见的业务需求，如主键生成、订单编号等。

此外，序列还提供了一些高级特性，如缓存、循环和逆向递增，可以根据具体的需求进行配置。最后，我们还介绍了从Oracle 12c开始的身份列，它为简化序列的使用提供了新的选择。

希望今天的讲座对你有所帮助！如果你有任何问题，欢迎随时提问。下次见！

参考文献

Oracle Documentation: Oracle Database SQL Language Reference
Oracle Documentation: Oracle Database Administrator’s Guide
Oracle Documentation: Oracle Database Concepts

感谢大家的聆听，祝你编程愉快！