id基本功能：浅谈ID生成器

小君 2023-02-09 01:28:13 57

id基本功能：浅谈ID生成器第一位为未使用，接下来的41 位为毫秒级时间（41位的长度可以使用 69 年），然后是 5 位 datacenterId和 5 位 workerId （10 位的长度最多支持部署 1024 个节点），最后 12 位是毫秒内的计数（12 位的计数顺序号支持每个节点每毫秒产生 4096 个 ID 序号）一共加起来刚好 64 位，为一个 Long 型（转换成字符串长度为 18）。示例：323893460451070160，2.每个部门都开发一套 ID 生成器，总体上增加了工作量，增加公司的成本，不利于维护、管理。为什么要开发分布式ID 生成器？原因大体有两点：1.许多业务系统需要对大量的订单、消息进行进行唯一标识，如：金融、电商、支付等。

“叮咚，叮咚……”，微信提示音一声接一声，声音是那么的频繁，有妖气，待俺去看一看。

打开微信，发现我们的技术讨论组里有100 多条未读消息，心想，是不是系统出问题了，怎么消息那么频繁？于是迅速的爬楼，历时 1 秒 23，爬到楼顶，了解事情的来龙去脉，大体意思：下午五点，研发一组在第二会议室开会，会议主题是：开发一个适合多个业务场景的分布式ID 生成器。不一会儿，我们都来到第二会议室，开始了激烈讨论。

可能你们都知道，ID 是某个体系中唯一的编码，用来标识事务，比如：身份标识号、账号、唯一编码、专属号码。

ID生成器又是什么呢？说白了就是生成ID 工具，而在这里我们说的 ID 生成器，却是一个服务（下同）。

为什么要开发分布式ID 生成器？

原因大体有两点：

1.许多业务系统需要对大量的订单、消息进行进行唯一标识，如：金融、电商、支付等。

2.每个部门都开发一套 ID 生成器，总体上增加了工作量，增加公司的成本，不利于维护、管理。

第一位为未使用，接下来的41 位为毫秒级时间（41位的长度可以使用 69 年），然后是 5 位 datacenterId和 5 位 workerId （10 位的长度最多支持部署 1024 个节点），最后 12 位是毫秒内的计数（12 位的计数顺序号支持每个节点每毫秒产生 4096 个 ID 序号）一共加起来刚好 64 位，为一个 Long 型（转换成字符串长度为 18）。示例：323893460451070160，

323893460455264256。

优点：整体上按照时间自增排序；全局唯一；效率高。

缺点：有序，但不连续；不能同时满足多个系统对ID的需求，不够灵活。

三、数据库自增序列生成方案

以MySQL 举例，利用给字段设置 auto_increment_increment和 auto_increment_offset 来保证 ID 自增，每次业务使用下列SQL 读写 MySQL 得到 ID 号。

优点：简单，利用现有数据库系统的功能实现；成本小，有 DBA 专业维护。ID 号自增，可以实现一些对 ID 有特殊要求的业务。

缺点：强依赖 DB ，当DB 异常时整个系统不可用，属于致命问题；配置主从复制可以尽可能的增加可用性，但是数据一致性在特殊情况下难以保证；主从切换时的不一致可能会导致重复发号。

ID发号性能瓶颈限制在单台MySQL的读写性能。

四、基于 ZooKeeper和本地缓存的方案

使用ZooKeeper 作为分段节点协调工具，每台服务器首先从Zookeeper缓存一段，如1-2000的ID，此时Zookeeper 上保存最大值2000，每次获取的时候都会进行判断，如果ID<=2000 ，则更新本地的当前值，如果为2001，则会将Zookeeper 上的最大值更新至 4000，本地缓存段更新为2001-4000，更新的时候使用分布式锁来实现。

优点：全局唯一，效率高。

缺点：维护成本较高，不能同时满足多个系统对ID的需求，不够灵活。

看了许多业内解决方案，有些方案已经基本上可以满足我们的需求，但是不够灵活。我们需要一种灵活、多变、可配置的方案。

经过一番讨论，我们选择了自主研发，核心思想：

使用数据库双 buffer 优化方案，每次从数据库拿取一个号段，当该号段下发50% 时，如果下一个号段未更新，则启动另一个线程去提前更新新号段，当该号段已全部下发完成，且下一个号段准备完成，则切换到下一个号段，就这样一次一次的循环。

举个栗子：第一次取一个号段100 000 ——110 000 1，当该号段下发到105 000 时，去检查120 000 号段是否更新，如果未更新，启动一个线程去更新号段120 000 ——130 000 2，当1号段已经下发完成，切换到2号段。

这样做的好处是不用频繁的访问数据库，保证了效率，在数据库宕机的一段时间内，服务仍然可生成ID 。

这样就灵活了吗？

NO，这提高性能、效率的方式，要想做到灵活，我们需要设计一张数据库表，表中要区别不同的业务类型，可以设置ID 的前缀规则、后缀规则、长度、步长、最大 ID，保证 ID 灵活、多变、可配置。

数据库表结构设计：

id基本功能：浅谈ID生成器(1)