MySQL 生成随机数字、字符串、日期、验证码及 UUID的方法

上一篇介绍了如何在 Oracle 生成随机数字、字符串、日期、验证码以及 UUID，今天我们继续讨论在 MySQL 中生成各种随机数据的方法。

"htmlcode">

SELECT rand();
rand()   |
------------------|
0.7245639057127423|

SELECT rand();
rand()    |
-------------------|
0.01697599982561171|

该函数返回的数据类型为 double，包含 16 位小数；每次调用都会返回不同的数据。

如果想要重现某些场景，需要确保每次运行时生成相同的随机数。这种情况下可以为 RAND 函数传递一个输入参数，设置一个随机数种子。例如：

SELECT rand(1);
rand(1)   |
-------------------|
0.40540353712197724|

SELECT rand(1);
rand(1)   |
-------------------|
0.40540353712197724|

从结果可以看出，相同的种子返回了相同的随机数。

生成指定范围内的随机数

基于 RAND 函数和数学运算，可以返回任意两个数字之间的随机数：

low + RAND() * (high "htmlcode">

SELECT 10 + rand(1) * 10;
10 + rand(1) * 10 |
------------------|
14.054035371219772|


以上示例返回了一个大于等于 10 且小于 20 的随机数字。
如果想要生成某个范围内的随机整数，可以加上 FLOOR 函数。例如：


SELECT floor(10 + rand(1) * (10)) AS rd;
rd |
----|
14.0|


该语句返回了一个大于等于 10，小于等于 19（不是 20）的随机整数。
生成 6 位数字手机验证码
我们已经获得了指定范围内的随机整数，加上 LPAD 函数就可以生成由 6 位数字字符组成的手机验证码。例如：


SELECT lpad(floor(rand(999) * 1000000), 6, '0') AS captcha;
captcha|
-------|
088146 |


其中，lpad 函数可以确保数据不够 6 位时在前面补足 0。
生成遵循正态分布的随机数
RAND 函数生成的是一个遵循均匀分布的随机数，MySQL 没有提供生成遵循正态分布（normal distribution）的随机数。我们可以创建一个存储函数来模拟正态分布的随机数：


delimiter //
create function normal_distrib(mean double, stdev double) 
returns double no sql
begin
set @x = rand(), @y = rand();
set @nd = (sqrt(-2 * log(@x)) * cos(2 * pi() * @y)) * stdev + mean;
return @nd;
end
//
delimiter ;


以上函数利用 Box-Muller 变换算法通过两个平均分布的随机数生成正态分布的随机数。
以下语句通过 normal_distrib 函数生成了一个期望值为 0，标准差为 1 的正态分布随机数：


SELECT normal_distrib(0,1);
normal_distrib(0,1)|
-------------------|
 1.4930564399841173|


以下语句可以用于验证 normal_distrib 函数是否遵循正态分布：


with recursive temp(val) as (
 select normal_distrib(0,1)
 union all
 select normal_distrib(0,1)
 from temp
 limit 1000000
)
select /*+ set_var(cte_max_recursion_depth = 1m) */avg(val),std(val)
from temp;
avg(val)    |std(val)   |
---------------------|------------------|
-0.002340136192616743|0.9994844557755181|


通过运行 1000000 次，计算这些数据的平均值和标准差，返回结果非常接近 0 和 1。
生成随机字符串
生成固定长度的随机字符串
除了随机数字之外，有时候我们也需要生成一些随机的字符串。MySQL 没有提供专门生成随机字符串的函数，但是可以通过其他函数进行模拟。例如：


SELECT char(floor(rand() * 26)+65) as rand_char;
rand_char|
---------|
T  |


以上查询返回了一个随机的大写字母，char 函数用于将 ASCII 码转换为对应的字符。我们可以基于该查询进一步创建一个存储函数：


delimiter //
create function rand_string(len integer) 
returns text no sql
begin
 declare counter int default 1;
 declare str text default '';
 
 if len < 1 then
 return null;
 end if;
 
 while counter <= len do
 set str = concat(str, char(floor(rand() * 94) + 33));
 set counter = counter + 1;
 end while;
 
 return str;
end
//
delimiter ;


rand_string 函数可以返回由任意可打印字符（ASCII 码从 33 到 126）组成的随机字符串。例如：


rand_string(8)|
--------------|
7j5dz[58  |


以上示例返回了一个长度为 8，由可打印字符组成的随机字符串。
另外，MySQL 中的 elt 函数也可以用于返回指定位置中的元素。例如：


SELECT elt(1 + floor(rand() * 36),
   0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 
   'A','B','C','D','E','F','G',
   'H','I','J','K','L','M','N',
   'O','P','Q','R','S','T',
   'U','V','W','X','Y','Z') as val;
val|
---|
B |


以上语句返回了一个随机的数字或者大写字母，将其替换到 rand_string 函数可以返回一个由数字和大写字母组成的随机字符串。
生成可变长度的随机字符串
那么，怎么返回一个长度可变的随机字符串呢？很简单，为 rand_string 函数指定一个随机的长度参数即可。例如：


SELECT rand_string(floor(10 + rand() * 11));
rand_string(floor(10 + rand() * 11))|
------------------------------------|
4U13MjO+($}k"cO@5%[     |


以上示例返回了一个长度大于等于 10 且小于等于 20，由可打印字符组成的随机字符串。
生成随机日期和时间
将指定日期增加一个随机的数字，就可以得到随机的日期。例如：


SELECT date_add('2020-01-01', interval rand() * 31 day) rand_date;
rand_date |
----------|
2020-01-19|


以上示例返回了 2020 年 1 月中的某个随机日期。以下语句则返回了一天中的某个随机时间：


SELECT sec_to_time(rand() * 3600) rand_time;
rand_time   |
------------------|
00:05:29.546878000|


其中，sec_to_time 函数用于将秒数转换为时间数据。
获取表中的随机记录
对于返回多行数据的查询语句，RAND 函数每次都会返回不同的随机数据。例如：


SELECT rand(1) FROM employee;
rand(1)    |
--------------------|
 0.40540353712197724|
 0.8716141803857071|
 0.1418603212962489|
...


利用这个特性，我们可以从表中返回随机的数据行。例如：


SELECT emp_id,emp_name
FROM employee
ORDER BY rand(1)
LIMIT 5;
emp_id|emp_name |
------|----------|
  6|魏延  |
 14|张苞  |
 16|周仓  |
 15|赵统  |
  1|刘备  |


以上示例从 employee 表中返回了 5 行随机记录。该方法需要为表中的每行数据都生成一个随机数，然后进行排序；所以会随着表中的数据量增加而逐渐变慢。
如果表中存在自增主键，也可以基于主键生成一个随机数据。例如：


SELECT round(rand() * (SELECT max(emp_id) FROM employee)) AS id;
id |
----|
10.0|


然后基于这个随机数返回一条随机的记录：


SELECT e.emp_id, e.emp_name
FROM employee e
INNER JOIN (SELECT round(rand() * (SELECT max(emp_id) FROM employee)) AS id
  ) AS t
WHERE e.emp_id >= t.id
LIMIT 1;
emp_id|emp_name|
------|--------|
  9|赵云  |


这种方法一次只能返回一条随机记录，而且只有当自增字段的值没有间隙时才会返回均匀分布的随机记录。
生成 UUID
UUID（Universal Unique Identifier）或者 GUID（Globally Unique Identifier）是一个 128 比特的数字，可以用于唯一标识每个网络对象或资源。由于它的生成机制，一个 UUID 可以保证几乎不会与其他 UUID 重复，因此常常用于生成数据库中的主键值。
MySQL 提供了一个系统函数 UUID，可以用于生成 UUID。例如：


SELECT uuid();
uuid()        |
------------------------------------|
35f67fde-e0e9-11ea-9d25-0800272142b1|


如果想要生成没有中划线（-）的 UUID，可以使用 REPLACE 函数：


SELECT replace(uuid(),'-','');
replace(uuid(),'-','')   |
--------------------------------|
8505290be0ea11ea9d250800272142b1|


除此之外，MySQL 还提供了一个UUID_SHORT 函数，它可以返回一个 64 比特的无符号整数。例如：


SELECT uuid_short();
uuid_short()  |
-----------------|
98862025337208832|


该函数返回的是一个“短的”唯一标识符，只有满足以下条件时才具有唯一性：

  
当前服务器的 server_id 位于 0 到 255 之间，并且在复制结构中具有唯一性；
  
重启 mysqld 前后没有将服务器主机的系统时间往回调整；
  
每秒钟的平均调用次数少于 1600 万次。

总结
本文介绍了在 MySQL 数据库中生成随机数据的方法，包括随机数字、验证码、随机字符串以及随机日期和时间等，同时还介绍了如何从表中返回随机记录，以及如何生成 UUID。