备战双十一：分布式ID解决方案锦囊

后端

2023-05-16 03:04:26

应对双十一：9大分布式ID解决方案助你掌控海量订单

分布式系统面临的ID生成挑战

随着电子商务的飞速发展，双十一购物狂欢节已成为全球瞩目的盛事。为了应对海量的订单，各大电商平台都必须部署分布式系统。而分布式ID解决方案则是其中至关重要的一环。

分布式系统将一个系统拆分成多个独立的小系统，分布到多台计算机上运行。这样做的好处是可以提高系统的并发性和可扩展性。但同时也带来一个新的问题：如何为这些分布式的小系统生成唯一的ID？

分布式ID解决方案详解

以下列出了9种常用的分布式ID解决方案，助你轻松备战双十一：

1. UUID

UUID（Universally Unique Identifier）是一种通用唯一标识符，由32个十六进制数字组成，可以保证在全球范围内都是唯一的。它的优点是生成速度快，不需要依赖数据库。缺点是UUID比较长，而且不具有趋势递增性。

2. 数据库自增ID

数据库自增ID是由数据库自动生成的ID，通常是一个整数，每次生成时都会自动递增。它的优点是生成速度快，可以保证唯一性。缺点是不具有可读性，在分布式系统中使用时需要考虑并发问题。

3. 主键表

主键表是一种专门用来生成ID的表，通常包含一个自增ID字段和其他一些辅助字段。它的优点是生成速度快，可以保证唯一性。缺点是需要额外的存储空间，在分布式系统中使用时需要考虑并发问题。

4. 雪花算法

雪花算法是一种流行的分布式ID生成算法，可以生成具有趋势递增性的ID。它的原理是将ID分为若干个部分，比如时间戳、机器ID、序列号等。它的优点是生成速度快，可以保证唯一性。缺点是需要依赖时钟，如果时钟不准确，则可能会导致ID生成错误。

代码示例：

public class SnowFlake {

    // 起始时间戳
    private static final long START_TIMESTAMP = 1577808000000L;

    // 机器id所占的位数
    private static final int MACHINE_ID_BITS = 5;

    // 序列号所占的位数
    private static final int SEQUENCE_BITS = 12;

    // 机器id最大值
    private static final int MAX_MACHINE_ID = ~(-1 << MACHINE_ID_BITS);

    // 序列号最大值
    private static final int MAX_SEQUENCE = ~(-1 << SEQUENCE_BITS);

    // 机器id移位位数
    private static final int MACHINE_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS;

    // 时间戳移位位数
    private static final int TIMESTAMP_SHIFT = SEQUENCE_BITS + MACHINE_ID_BITS;

    private final long machineId;
    private long sequence = 0L;
    private long lastTimestamp = -1L;

    public SnowFlake(long machineId) {
        if (machineId > MAX_MACHINE_ID || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Machine id must be between 0 and " + MAX_MACHINE_ID);
        }
        this.machineId = machineId;
    }

    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new IllegalStateException("Clock must not go backwards");
        }
        if (timestamp == lastTimestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            if (sequence == 0L) {
                timestamp = nextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }
        lastTimestamp = timestamp;
        long id = ((timestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_SHIFT) | (machineId << MACHINE_ID_SHIFT) | sequence;
        return id;
    }

    private long nextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = System.currentTimeMillis();
        }
        return timestamp;
    }
}