美文网首页
唯一ID生成方案

唯一ID生成方案

作者: 轻轻敲醒沉睡的心灵 | 来源:发表于2020-11-13 11:45 被阅读0次

    系统唯一ID是我们在设计一个系统的时候常常会遇见的问题,也常常为这个问题而纠结。生成ID的方法有很多,适应不同的场景、需求以及性能要求。所以有些比较复杂的系统会有多个ID生成的策略。
    一般业务中ID

    1. 数据库自增长序列或字段

    最常见的方式。利用数据库,全数据库唯一。

    • 优点
      • 简单,代码方便,性能可以接受。
      • 数字ID天然排序,对分页或者需要排序的结果很有帮助。
    • 缺点
      • 不同数据库语法和实现不同,数据库迁移的时候或多数据库版本支持的时候需要处理。
      • 在单个数据库或读写分离或一主多从的情况下,只有一个主库可以生成。有单点故障的风险。
      • 在性能达不到要求的情况下,比较难于扩展。
      • 如果遇见多个系统需要合并或者涉及到数据迁移会相当痛苦。
      • 分表分库的时候会有麻烦。
    • 优化方案
      • 针对主库单点,如果有多个Master库,则每个Master库设置的起始数字不一样,步长一样,可以是Master的个数。比如:Master1 生成的是 1,4,7,10,Master2生成的是2,5,8,11 Master3生成的是 3,6,9,12。这样就可以有效生成集群中的唯一ID,也可以大大降低ID生成数据库操作的负载。

    2. UUID

    UUID的介绍。可以利用数据库也可以利用程序生成,一般来说全球唯一。

    # mysql利用sql生成UUID,如下:
    SELECT UUID();
    SELECT REPLACE(UUID(), '-', '');
    
    • 优点
      • 简单,代码方便。
      • 生成ID性能非常好,基本不会有性能问题。
      • 全球唯一,在遇见数据迁移,系统数据合并,或者数据库变更等情况下,可以从容应对。
    • 缺点
      • 没有排序,无法保证趋势递增。
      • UUID往往是使用字符串存储,查询的效率比较低。
      • 存储空间比较大,如果是海量数据库,就需要考虑存储量的问题。
      • 传输数据量大。
      • 不可读。

    3. Redis生成ID

    主要依赖于Redis是单线程的,所以也可以用生成全局唯一的ID。可以用Redis的原子操作 INCR和INCRBY来实现。可以使用Redis集群来获取更高的吞吐量。假如一个集群中有5台Redis。可以初始化每台Redis的值分别是1,2,3,4,5,然后步长都是5。各个Redis生成的ID为:
    A:1,6,11,16,21
    B:2,7,12,17,22
    C:3,8,13,18,23
    D:4,9,14,19,24
    E:5,10,15,20,25
    这个,随便负载到哪个机确定好,未来很难做修改。但是3-5台服务器基本能够满足器上,都可以获得不同的ID。但是步长和初始值一定需要事先需要了。使用Redis集群也可以方式单点故障的问题。
    另外,比较适合使用Redis来生成每天从0开始的流水号。比如订单号=日期+当日自增长号。可以每天在Redis中生成一个Key,使用INCR进行累加。

    • 优点:
      • 不依赖于数据库,灵活方便,且性能优于数据库。
      • 数字ID天然排序,对分页或者需要排序的结果很有帮助。
    • 缺点:
      • 如果系统中没有Redis,还需要引入新的组件,增加系统复杂度。
      • 需要编码和配置的工作量比较大。

    4. 雪花算法(Snowflake)

    参考文章Snowflake-雪花算法

    • 优点:
      • 高性能高可用:生成时不依赖于数据库,完全在内存中生成。
      • 容量大:每秒中能生成数百万的自增ID。
      • ID自增:存入数据库中,索引效率高。
    • 缺点:
      • 依赖与系统时间的一致性,如果系统时间被回调,或者改变,可能会造成id冲突或者重复。

    实际中我们的机房并没有那么多,我们可以改进改算法,将10bit的机器id优化成业务表或者和我们系统相关的业务。

    5. 百度 uid-generator

    具体说明,参考项目GitHub地址

    6. 美团-Leaf

    具体参考

    7. 滴滴-Tinyid

    具体参考:tiny简介


    参考文章: https://www.cnblogs.com/haoxinyue/p/5208136.html

    相关文章

      网友评论

          本文标题:唯一ID生成方案

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/lrptbktx.html