需求背景
高效生成趋势有序的全局唯一ID，兼顾有序性、高性能、可扩展等因素。
主要应用于一下场景：
- 信息安全，如果id连续，那么就容易被恶意用户猜测
- 分库分表需要有一个唯一ID来标识一条数据
常见方案
数据库
使用数据库的自增特性来生成全局唯一递增ID。
可用性难以保证，数据库常见架构是一主多从，主库挂了就会有很大影响。
扩展性差，性能也有瓶颈，因为是单点写入，难以扩展。
单点批量ID生成服务
发号器采用单点服务以保证唯一性。
数据库采用双主模式，保证可用性。
数据库中只存储当前ID的最大值，例如0，ID生成服务假设每次批量拉取6个ID，服务访问数据库，将当前ID的最大值修改为5，这样应用访问ID生成服务索要ID，ID生成服务不需要每次访问数据库，就能依次派发0,1,2,3,4,5这些ID了，当ID发完后，再将ID的最大值修改为11，就能再次派发6,7,8,9,10,11这些ID了，于是数据库的压力就降低到原来的1/6了。
这个方案的缺点是服务仍然是单点，那解决单点服务的常用可高用方案是增加备份，也可以叫“影子服务”。对外服务的是主服务，有一个影子服务时刻处于备用状态，当主服务挂了的时候影子服务顶上，这个切换过程对调用方透明，常用技术是vip+keepalived。
UUID
直接说缺点，无法保证趋势递增，uuid过长，作为主键建立索引查询效率低。
保持趋势递增，主要是为了写数据库时保证顺序写，避免随机写，提高性能。另外一个就是业务需要。
如果作为数据库主键，在InnoDB引擎下，UUID的无序性可能会引起数据位置频繁变动，严重影响性能。
SnowFlake
Twitter-Snowflake算法产生的背景相当简单，为了满足Twitter每秒上万条消息的请求，每条消息都必须分配一条唯一的id，这些id还需要一些大致的顺序（方便客户端排序），并且在分布式系统中不同机器产生的id必须不同。
snowflake
（1）1位：标识部分，在java中由于long的最高位是符号位，正数是0，负数是1，一般生成的ID为正数，所以为0；
（2）41位：时间戳部分，这个是毫秒级的时间，一般实现上不会存储当前的时间戳，而是时间戳的差值（当前时间-固定的开始时间），这样可以使产生的ID从更小值开始；41位的时间戳可以使用69年，(1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年；
（3）10位：节点部分，Twitter实现中使用前5位作为数据中心标识，后5位作为机器标识，这样就可以表示32个IDC，每个IDC下可以有32台机器，可以部署1024个节点；
（4）12位：序列号部分，支持同一毫秒内同一个节点可以生成4096个ID；
理论上snowflake方案的QPS约为409.6w/s，这种分配方式可以保证在任何一个IDC的任何一台机器在任意毫秒内生成的ID都是不同的。
该方案优点
- 毫秒数在高位，自增序列在低位，整个ID都是趋势递增的。
- 不依赖数据库等第三方系统，以服务的方式部署，稳定性更高，生成ID的性能也是非常高的。
- 可以根据自身业务特性分配bit位，非常灵活。
snowflake算法将面临两个挑战
1）机器id的指定
这个问题在分布式的环境下会比较突出，通常的解决方案是利用Redis或者Zookeeper进行机器注册，确保注册上去的机器id是唯一的。
为了解决强依赖Redis或者Zookeeper的问题，可以将机器id写入本地文件系统。
2）机器id的生成规则
这个问题会有一些纠结，因为机器id的生成大致要满足三个条件：
a. int类型(10bit)纯数字，b. 相对稳定，c. 与其他机器要有所区别。
至于优雅美观，都是其次了。对于机器id的存储，可以使用HASH结构，KEY的规则是“application-name.port.ip”，其中ip是通过算法转换成了一段长整型的纯数字，VALUE则是机器id，服务id，机房id，其中，可以通过服务id和机房id反推出机器id。
如果用Redis存储，其表现形式如下：
HASH:sequence-client.8112.3232123398
| row | key | value |
| --- | --------- | ----- |
| 1 | machineId | 257 |
| 2 | workId | 1 |
| 3 | rackId | 1 |
3）时钟回拨
因为snowflake对系统时间是很依赖的，所以对于时钟的波动是很敏感的，尤其是时钟回拨，很有可能就会出现重复发号的情况。时钟回拨问题解决策略通常是直接拒绝发号，直到时钟正常，必要时进行告警。
由于强依赖时钟，对时间的要求比较敏感，在机器工作时NTP同步也会造成秒级别的回退，建议可以直接关闭NTP同步。要么在时钟回拨的时候直接不提供服务直接返回ERROR_CODE，等时钟追上即可。或者做一层重试，然后上报报警系统，更或者是发现有时钟回拨之后自动摘除本身节点并报警
具体可以参考美团的snowflake方案。
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