#私藏项目实操分享#分布式技术专题「分布式ID系列」百度开源的分布式高性能的唯一ID生成器UidGenerator
Posted 浩宇天尚
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了#私藏项目实操分享#分布式技术专题「分布式ID系列」百度开源的分布式高性能的唯一ID生成器UidGenerator相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
UidGenerator是什么
UidGenerator是百度开源的一款分布式高性能的唯一ID生成器，更详细的情况可以查看官网集成文档
snowflake算法
Snowflake算法描述：指定机器 & 同一时刻 & 某一并发序列，是唯一的。据此可生成一个64 bits的唯一ID（long）。
时间戳部分的时间单位一般为毫秒，也就是说1台工作机器1毫秒可产生4096个id（2的12次方）。
UidGenerator算法
与原始的snowflake算法不同，uid-generator支持自定义时间戳、工作机器id和序列号等各部分的位数，以应用于不同场景。
- sign(1bit)：固定1bit符号标识，即生成的UID为正数。
- delta seconds (28 bits)：当前时间，相对于时间基点"2016-05-20"的增量值，单位：秒，最多可支持约8.7年
- worker id (22 bits)：机器id，最多可支持约420w次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配，默认分配策略为用后即弃，后续可提供复用策略。
- sequence (13 bits)：每秒下的并发序列，13 bits可支持每秒8192个并发。
Snowflake和UidGenerator的对比
百度的worker id的生成策略和美团的生成策略不太一样，美团的snowflake主要利用本地配置的port和IP来唯一确定一个workid，美团的这种生成方式还是可以由于手工配置错误造成port重复，最终产生重复ID的风险，百度的这种生成方式每次都是新增的，可能会一段时间后worker id用完的情况，人工配置错误的可能性很小了。
源码分析
DefaultUidGenerator
DefaultUidGenerator的产生id的方法与基本上就是常见的snowflake算法实现，仅有一些不同，如以秒为为单位而不是毫秒。DefaultUidGenerator的产生id的方法如下。
protected synchronized long nextId()
long currentSecond = getCurrentSecond();
// Clock moved backwards, refuse to generate uid
if (currentSecond < lastSecond)
long refusedSeconds = lastSecond - currentSecond;
throw new UidGenerateException("Clock moved backwards. Refusing for %d seconds", refusedSeconds);
// At the same second, increase sequence
if (currentSecond == lastSecond)
sequence = (sequence + 1) & bitsAllocator.getMaxSequence();
// Exceed the max sequence, we wait the next second to generate uid
if (sequence == 0)
currentSecond = getNextSecond(lastSecond);
// At the different second, sequence restart from zero
else
sequence = 0L;
lastSecond = currentSecond;
// Allocate bits for UID
return bitsAllocator.allocate(currentSecond - epochSeconds, workerId, sequence);
nextId方法主要负责ID的生成，这种实现方式很简单，如果毫秒数未发生变化，在序列号加一即可，毫秒数发生变化，重置Sequence为0（Leaf文章中讲过，重置为0会造成如果利用这个ID分表的时候，并发量不大的时候，sequence字段会一直为0等，会出现数据倾斜）
CachedUidGenerator
CachedUidGenerator支持缓存生成的id。
- 【采用RingBuffer来缓存已生成的UID, 并行化UID的生产和消费】
- 【UidGenerator通过借用未来时间来解决sequence天然存在的并发限制】
基本实现原理
正如名字体现的那样，这是一种缓存型的ID生成方式，当剩余ID不足的时候，会异步的方式重新生成一批ID缓存起来，后续请求的时候直接的时候直接返回现成的ID即可。
在实现上, UidGenerator通过借用未来时间来解决sequence天然存在的并发限制; 采用RingBuffer来缓存已生成的UID, 并行化UID的生产和消费, 同时对CacheLine补齐，避免了由RingBuffer带来的硬件级「伪共享」问题. 最终单机QPS可达600万。
使用RingBuffer缓存生成的id。RingBuffer是个环形数组，默认大小为8192个，里面缓存着生成的id。
CachedUidGenerator采用了双RingBuffer，Uid-RingBuffer用于存储Uid、Flag-RingBuffer用于存储Uid状态(是否可填充、是否可消费)
获取id
会从ringbuffer中拿一个id，支持并发获取
@Override
public long getUID()
try
return ringBuffer.take();
catch (Exception e)
LOGGER.error("Generate unique id exception. ", e);
throw new UidGenerateException(e);
RingBuffer缓存已生成的id
RingBuffer为环形数组，默认容量为sequence可容纳的最大值（8192个），可以通过boostPower参数设置大小。几个重要的数据结构，采用了RingBuffer的方式来缓存相关UID信息。
tail指针、Cursor指针用于环形数组上读写slot：
Tail指针
指向当前最后一个可用的UID位置：表示Producer生产的最大序号(此序号从0开始，持续递增)。Tail不能超过Cursor，即生产者不能覆盖未消费的slot。当Tail已赶上curosr，此时可通过rejectedPutBufferHandler指定PutRejectPolicy
Cursor指针
指向下一个获取UID的位置，其一定是小于Tail：表示Consumer消费到的最小序号(序号序列与Producer序列相同)。Cursor不能超过Tail，即不能消费未生产的slot。当Cursor已赶上tail，此时可通过rejectedTakeBufferHandler指定TakeRejectPolicy
填充id
-
RingBuffer填充时机
-
程序启动时，将RingBuffer填充满，缓存着8192个id
-
在调用getUID()获取id时，检测到RingBuffer中的剩余id个数小于总个数的50%，将RingBuffer填充满，使其缓存8192个id。
- 定时填充（可配置是否使用以及定时任务的周期）
-
因为delta seconds部分是以秒为单位的，所以1个worker 1秒内最多生成的id书为8192个（2的13次方）。从上可知，支持的最大qps为8192，所以通过缓存id来提高吞吐量。
为什么叫借助未来时间？
因为每秒最多生成8192个id，当1秒获取id数多于8192时，RingBuffer中的id很快消耗完毕，在填充RingBuffer时，生成的id的delta seconds 部分只能使用未来的时间。（因为使用了未来的时间来生成id，所以上面说的是，【最多】可支持约8.7年）
填充RingBuffer
/**
* Padding buffer fill the slots until to catch the cursor
*/
public void paddingBuffer()
LOGGER.info("Ready to padding buffer lastSecond:. ", lastSecond.get(), ringBuffer);
// is still running
if (!running.compareAndSet(false, true))
LOGGER.info("Padding buffer is still running. ", ringBuffer);
return;
// fill the rest slots until to catch the cursor
boolean isFullRingBuffer = false;
while (!isFullRingBuffer)
//获取生成的id，放到RingBuffer中。
List<Long> uidList = uidProvider.provide(lastSecond.incrementAndGet());
for (Long uid : uidList)
isFullRingBuffer = !ringBuffer.put(uid);
if (isFullRingBuffer)
break;
// not running now
running.compareAndSet(true, false);
LOGGER.info("End to padding buffer lastSecond:. ", lastSecond.get(), ringBuffer);
生成id（上面代码中的uidProvider.provide调用的就是这个方法)
/**
* Get the UIDs in the same specified second under the max sequence
*
* @param currentSecond
* @return UID list, size of @link BitsAllocator#getMaxSequence() + 1
*/
protected List<Long> nextIdsForOneSecond(long currentSecond)
// Initialize result list size of (max sequence + 1)
int listSize = (int) bitsAllocator.getMaxSequence() + 1;
List<Long> uidList = new ArrayList<>(listSize);
// Allocate the first sequence of the second, the others can be calculated with the offset
//这里的实现很取巧
//因为1秒内生成的id是连续的，所以利用第1个id来生成后面的id，而不用频繁调用snowflake算法
long firstSeqUid = bitsAllocator.allocate(currentSecond - epochSeconds, workerId, 0L);
for (int offset = 0; offset < listSize; offset++)
uidList.add(firstSeqUid + offset);
return uidList;
RingBuffer的代码
public class RingBuffer
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RingBuffer.class);
/** Constants */
private static final int START_POINT = -1;
private static final long CAN_PUT_FLAG = 0L; //用于标记当前slot的状态，表示可以put一个id进去
private static final long CAN_TAKE_FLAG = 1L; //用于标记当前slot的状态，表示可以take一个id
public static final int DEFAULT_PADDING_PERCENT = 50; //用于控制何时填充slots的默认阈值：当剩余的可用的slot的个数，小于bufferSize的50%时，需要生成id将slots填满
/** The size of RingBuffers slots, each slot hold a UID */
private final int bufferSize; //slots的大小，默认为sequence可容量的最大值，即8192个
private final long indexMask;
private final long[] slots; //slots用于缓存已经生成的id
private final PaddedAtomicLong[] flags; //flags用于存储id的状态(是否可填充、是否可消费)
/** Tail: last position sequence to produce */
//Tail指针
//表示Producer生产的最大序号(此序号从0开始，持续递增)。Tail不能超过Cursor，即生产者不能覆盖未消费的slot。当Tail已赶上curosr，此时可通过rejectedPutBufferHandler指定PutRejectPolicy
private final AtomicLong tail = new PaddedAtomicLong(START_POINT); //
/** Cursor: current position sequence to consume */
//表示Consumer消费到的最小序号(序号序列与Producer序列相同)。Cursor不能超过Tail，即不能消费未生产的slot。当Cursor已赶上tail，此时可通过rejectedTakeBufferHandler指定TakeRejectPolicy
private final AtomicLong cursor = new PaddedAtomicLong(START_POINT);
/** Threshold for trigger padding buffer*/
private final int paddingThreshold; //用于控制何时填充slots的阈值
/** Reject put/take buffer handle policy */
//当slots满了，无法继续put时的处理策略。默认实现：无法进行put，仅记录日志
private RejectedPutBufferHandler rejectedPutHandler = this::discardPutBuffer;
//当slots空了，无法继续take时的处理策略。默认实现：仅抛出异常
private RejectedTakeBufferHandler rejectedTakeHandler = this::exceptionRejectedTakeBuffer;
/** Executor of padding buffer */
//用于运行【生成id将slots填满】任务
private BufferPaddingExecutor bufferPaddingExecutor;代码层面的优化
代码中通过字节的填充，来避免伪共享的产生。
多核处理器处理相互独立的变量时，一旦这些变量处于同一个缓存行，不同变量的操作均会造成这一个缓存行失效，影响缓存的实际效果，造成很大的缓存失效的性能问题。下面图中线程处理不同的两个变量，但这两个变量的修改都会造成整个整个缓存行的失效，导致无效的加载、失效，出现了伪共享的问题
RingBuffer中通过定义一个PaddedAtomicLong来独占一个缓存行，代码中的实现填充可能需要根据具体的执行系统做一些调整，保证其独占一个缓存行即可。
take先关id的源码
下面我们来看下如何获取相关的UID
public long take()
// spin get next available cursor
long currentCursor = cursor.get();
long nextCursor = cursor.updateAndGet(old -> old == tail.get() ? old : old + 1);
// check for safety consideration, it never occurs
Assert.isTrue(nextCursor >= currentCursor, "Curosr cant move back");
// trigger padding in an async-mode if reach the threshold
long currentTail = tail.get();
if (currentTail - nextCursor < paddingThreshold)
LOGGER.info("Reach the padding threshold:. tail:, cursor:, rest:", paddingThreshold, currentTail,
nextCursor, currentTail - nextCursor);
bufferPaddingExecutor.asyncPadding();
// cursor catch the tail, means that there is no more available UID to take
if (nextCursor == currentCursor)
rejectedTakeHandler.rejectTakeBuffer(this);
// 1. check next slot flag is CAN_TAKE_FLAG
int nextCursorIndex = calSlotIndex(nextCursor);
Assert.isTrue(flags[nextCursorIndex].get() == CAN_TAKE_FLAG, "Curosr not in can take status");
// 2. get UID from next slot
// 3. set next slot flag as CAN_PUT_FLAG.
long uid = slots[nextCursorIndex];
flags[nextCursorIndex].set(CAN_PUT_FLAG);
// Note that: Step 2,3 can not swap. If we set flag before get value of slot, the producer may overwrite the
// slot with a new UID, and this may cause the consumer take the UID twice after walk a round the ring
return uid;
通过AtomicLong.updateAndGet来避免对整个方法进行加锁，获取一个可以访问的UID的游标值，根据这个下标获取slots中相关的uid直接返回
缓存中可用的uid(Tail - Cursor)小于一定阈值的时候，需要启动另外一个线程来生成一批UID
UID 的生成
public synchronized boolean put(long uid)
long currentTail = tail.get();
long currentCursor = cursor.get();
// tail catches the cursor, means that you cant put any cause of RingBuffer is full
long distance = currentTail - (currentCursor == START_POINT ? 0 : currentCursor);
if (distance == bufferSize - 1)
rejectedPutHandler.rejectPutBuffer(this, uid);
return false;
// 1. pre-check whether the flag is CAN_PUT_FLAG
int nextTailIndex = calSlotIndex(currentTail + 1);
if (flags[nextTailIndex].get() != CAN_PUT_FLAG)
rejectedPutHandler.rejectPutBuffer(this, uid);
return false;
// 2. put UID in the next slot
// 3. update next slot flag to CAN_TAKE_FLAG
// 4. publish tail with sequence increase by one
slots[nextTailIndex] = uid;
flags[nextTailIndex].set(CAN_TAKE_FLAG);
tail.incrementAndGet();
// The atomicity of operations above, guarantees by synchronized. In another word,
// the take operation cant consume the UID we just put, until the tail is published(tail.incrementAndGet())
return true;
获取Tail的下标值，如果缓存区满的话直接调用RejectedPutHandler.rejectPutBuffer方法
未满的话将UID放置在slots数组相应的位置上，同时将Flags数组相应的位置改为CAN_TAKE_FLAG
CachedUidGenerator通过缓存的方式预先生成一批UID列表，可以解决UID获取时候的耗时，但这种方式也有不好点，一方面需要耗费内存来缓存这部分数据，另外如果访问量不大的情况下，提前生成的UID中的时间戳可能是很早之前的，DefaultUidGenerator应该在大部分的场景中就可以满足相关的需求了。
填充缓存行解决“伪共享”
关于伪共享，可以参考这篇文章《伪共享（false sharing），并发编程无声的性能杀手》
//数组在物理上是连续存储的，flags数组用来保存id的状态（是否可消费、是否可填充），在填入id和消费id时，会被频繁的修改。
//如果不进行缓存行填充，会导致频繁的缓存行失效，直接从内存中读数据。
private final PaddedAtomicLong[] flags;
//tail和cursor都使用缓存行填充，是为了避免tail和cursor落到同一个缓存行上。
/** Tail: last position sequence to produce */
private final AtomicLong tail = new PaddedAtomicLong(START_POINT);
/** Cursor: current position sequence to consume */
private final AtomicLong cursor = new PaddedAtomicLong(START_POINT)PaddedAtomicLong的设计
/**
* Represents a padded @link AtomicLong to prevent the FalseSharing problem<p>
*
* The CPU cache line commonly be 64 bytes, here is a sample of cache line after padding:<br>
* 64 bytes = 8 bytes (object reference) + 6 * 8 bytes (padded long) + 8 bytes (a long value)
* @author yutianbao
*/
public class PaddedAtomicLong extends AtomicLong
private static final long serialVersionUID = -3415778863941386253L;
/** Padded 6 long (48 bytes) */
public volatile long p1, p2, p3, p4, p5, p6 = 7L;
/**
* Constructors from @link AtomicLong
*/
public PaddedAtomicLong()
super();
public PaddedAtomicLong(long initialValue)
super(initialValue);
/**
* To prevent GC optimizations for cleaning unused padded references
*/
public long sumPaddingToPreventOptimization()
return p1 + p2 + p3 + p4 + p5 + p6;
Spring Boot工程集成全局唯一ID生成器 UidGenerator
基础工程创建
创建数据表
执行如下SQL
DROP TABLE IF EXISTS WORKER_NODE;
CREATE TABLE WORKER_NODE
(
ID BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT auto increment id,
HOST_NAME VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT host name,
PORT VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT port,
TYPE INT NOT NULL COMMENT node type: ACTUAL or CONTAINER,
LAUNCH_DATE DATE NOT NULL COMMENT launch date,
MODIFIED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT modified time,
CREATED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT created time,
PRIMARY KEY(ID)
)
COMMENT=DB WorkerID Assigner for UID Generator,ENGINE = INNODB;在使用的数据库中创建表WORKER_NODE。(如果数据库版本较低,需要将TIMESTAMP类型换成datetime(3)，一劳永逸的做法就是直接将TIMESTAMP换成datetime(3))
引入Maven依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>2.1.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<!--for mysql-->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<version>8.0.12</version>
</dependency>
<!-- druid -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.9</version>
</dependency>
<!--必须放在最后-->
<dependency>
<groupId>com.baidu.fsg</groupId>
<artifactId>uid-generator</artifactId>
<version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
</dependencies>
互联网jar包引入(本文用的是此方式)
在maven仓库只找到了一个jar包。
<dependency>
<groupId>com.xfvape.uid</groupId>
<artifactId>uid-generator</artifactId>
<version>0.0.4-RELEASE</version>
</dependency>排除冲突的依赖
uid-generator中依赖了logback和mybatis。一般在项目搭建过程中，springboot中已经有了logback依赖，mybatis会作为单独的依赖引入。如果版本和uid-generator中的依赖不一致的话，就会导致冲突。为了防止出现这些问题，直接排除一劳永逸。
<dependency>
<groupId>com.baidu.fsg</groupId>
<artifactId>uid-generator</artifactId>
<version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.mybatis</groupId>
<artifactId>*</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>排除冲突的依赖如下：(使用本地项目引入的方式也需要排除以下依赖)
<dependency>
<groupId>com.xfvape.uid</groupId>
<artifactId>uid-generator</artifactId>
<version>0.0.4-RELEASE</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.mybatis</groupId>
<artifactId>*</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>我这里用的是mybatis-plus，mybatis-plus官方要求的是，如果要使用mybatis-plus，就不能再单独引入mybatis了，所以我这里也是必须排除mybatis的。
配置SpringBoot核心配置
修改配置文件application.properties（注意MySQL地址、数据库名称账户等于之前建表的保持一致）
server.port=9999
spring.datasource.url=jdbc:mysql://*.*.*.*:3306/baiduUidGenerator?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=*
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true@MapperScan的dao层接口扫描：
@MapperScan("com.xxx.xx.dao")核心对象装配为spring的bean。
uid-generator提供了两种生成器: DefaultUidGenerator、CachedUidGenerator。
如对UID生成性能有要求, 请使用CachedUidGenerator。这里装配CachedUidGenerator，DefaultUidGenerator装配方式是一样的。
自定义DisposableWorkerIdAssigner
将源码DisposableWorkerIdAssigner类加入到自己的项目中，并将其中的mapper方法修改成自己项目中的方法与启动类同级目录新建DisposableWorkerIdAssigner内容如下
/**
* Represents an implementation of @link WorkerIdAssigner,
* the worker id will be discarded after assigned to the UidGenerator
*
* @author yutianbao
*/
public class DisposableWorkerIdAssigner implements WorkerIdAssigner
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DisposableWorkerIdAssigner.class);
@Autowired
private WorkerNodeMapper workerNodeMapper;
/**
* Assign worker id base on database.<p>
* If there is host name & port in the environment, we considered that the node runs in Docker container<br>
* Otherwise, the node runs on an actual machine.
*
* @return assigned worker id
*/
@Override
@Transactional
public long assignWorkerId()
// build worker node entity
WorkerNodeEntity workerNodeEntity = buildWorkerNode();
// add worker node for new (ignore the same IP + PORT)
workerNodeMapper.addWorkerNode(workerNodeEntity);
LOGGER.info("Add worker node:" + workerNodeEntity);
return workerNodeEntity.getId();
/**
* Build worker node entity by IP and PORT
*/
private WorkerNodeEntity buildWorkerNode()
WorkerNodeEntity workerNodeEntity = new WorkerNodeEntity();
if (DockerUtils.isDocker())
workerNodeEntity.setType(WorkerNodeType.CONTAINER.value());
workerNodeEntity.setHostName(DockerUtils.getDockerHost());
workerNodeEntity.setPort(DockerUtils.getDockerPort());
else
workerNodeEntity.setType(WorkerNodeType.ACTUAL.value());
workerNodeEntity.setHostName(NetUtils.getLocalAddress());
workerNodeEntity.setPort(System.currentTimeMillis() + "-" + RandomUtils.nextInt(100000));
return workerNodeEntity;
/**
* <p> 百度 Uid-Generator配置
* @author zepal
* */
@Configuration
public class UidGeneratorConfig
@Bean("disposableWorkerIdAssigner")
public DisposableWorkerIdAssigner disposableWorkerIdAssigner()
DisposableWorkerIdAssigner disposableWorkerIdAssigner = new DisposableWorkerIdAssigner();
return disposableWorkerIdAssigner;
@Bean("cachedUidGenerator")
public CachedUidGenerator initCachedUidGenerator(WorkerIdAssigner workerIdAssigner)
CachedUidGenerator cachedUidGenerator = new CachedUidGenerator();
cachedUidGenerator.setWorkerIdAssigner(workerIdAssigner);
// 属性参考链接 https://github.com/baidu/uid-generator/blob/master/README.zh_cn.md
// 以下为可选配置, 如未指定将采用默认值
// cachedUidGenerator.setTimeBits(28);
// cachedUidGenerator.setWorkerBits(22);
// cachedUidGenerator.setSeqBits(13);
// cachedUidGenerator.setEpochStr("2016-09-20");
cachedUidGenerator.setBoostPower(3);
cachedUidGenerator.setPaddingFactor(50);
cachedUidGenerator.setScheduleInterval(60L);
// // 拒绝策略: 当环已满, 无法继续填充时
// 默认无需指定, 将丢弃Put操作, 仅日志记录. 如有特殊需求, 请实现RejectedPutBufferHandler接口(支持Lambda表达式)
// 拒绝策略: 当环已空, 无法继续获取时
// 默认无需指定, 将记录日志, 并抛出UidGenerateException异常. 如有特殊需求, 请实现RejectedTakeBufferHandler接口(支持Lambda表达式)
return cachedUidGenerator;
详细配置信息控制
/**
* disposableWorkerIdAssigner的入参对象类型最好使用 WorkerIdAssigner，
* 否则其他地方引入CGLib动态代理的时候可能会导致代理混用的问题
*
* @param disposableWorkerIdAssigner
* @return
*/
@Bean
public DefaultUidGenerator defaultUidGenerator(WorkerIdAssigner disposableWorkerIdAssigner)
DefaultUidGenerator defaultUidGenerator = new DefaultUidGenerator();
defaultUidGenerator.setWorkerIdAssigner(disposableWorkerIdAssigner);
/**
* 关于UID比特分配的建议：
* 对于并发数要求不高、期望长期使用的应用, 可增加timeBits位数, 减少seqBits位数.
* 例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为12次/天, 那么配置成：
* "workerBits":23,"timeBits":31,"seqBits":9时, 可支持28个节点以整体并发量14400 UID/s的速度持续运行68年.
*
* 对于节点重启频率频繁、期望长期使用的应用, 可增加workerBits和timeBits位数, 减少seqBits位数.
* 例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为24*12次/天, 那么配置成：
* "workerBits":27,"timeBits":30,"seqBits":6时, 可支持37个节点以整体并发量2400 UID/s的速度持续运行34年.
*/
//以下为可选配置, 如未指定将采用默认值
defaultUidGenerator.setTimeBits(32);
// 机器id，最多可支持2^22约420w次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配，默认分配策略为用后即弃，后续可提供复用策略。
defaultUidGenerator.setWorkerBits(22);
// 每秒下的并发序列，9 bits可支持每台服务器每秒512个并发。
defaultUidGenerator.setSeqBits(9);
defaultUidGenerator.setEpochStr("2020-01-01");
return defaultUidGenerator;
/**
* disposableWorkerIdAssigner的入参对象类型最好使用 WorkerIdAssigner，
* 否则其他地方引入CGLib动态代理的时候可能会导致代理混用的问题
*
* @param disposableWorkerIdAssigner
* @return
*/
@Bean
public CachedUidGenerator cachedUidGenerator(WorkerIdAssigner disposableWorkerIdAssigner)
CachedUidGenerator cachedUidGenerator = new CachedUidGenerator();
cachedUidGenerator.setWorkerIdAssigner(disposableWorkerIdAssigner);
/**
* 关于UID比特分配的建议：
* 对于并发数要求不高、期望长期使用的应用, 可增加timeBits位数, 减少seqBits位数.
* 例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为12次/天, 那么配置成：
* "workerBits":23,"timeBits":31,"seqBits":9时, 可支持28个节点以整体并发量14400 UID/s的速度持续运行68年.
*
* 对于节点重启频率频繁、期望长期使用的应用, 可增加workerBits和timeBits位数, 减少seqBits位数.
* 例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为24*12次/天, 那么配置成：
* "workerBits":27,"timeBits":30,"seqBits":6时, 可支持37个节点以整体并发量2400 UID/s的速度持续运行34年.
*/
//以下为可选配置, 如未指定将采用默认值
cachedUidGenerator.setTimeBits(32);
// 机器id，最多可支持2^22约420w次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配，默认分配策略为用后即弃，后续可提供复用策略。
cachedUidGenerator.setWorkerBits(22);
// 每秒下的并发序列，9 bits可支持每台服务器每秒512个并发。
cachedUidGenerator.setSeqBits(9);
cachedUidGenerator.setEpochStr("2020-01-01");
//RingBuffer size扩容参数, 可提高UID生成的吞吐量
//默认:3， 原bufferSize=8192, 扩容后bufferSize= 8192 << 3 = 65536
cachedUidGenerator.setBoostPower(3);
// 指定何时向RingBuffer中填充UID, 取值为百分比(0, 100), 默认为50
// 举例: bufferSize=1024, paddingFactor=50 -> threshold=1024 * 50 / 100 = 512.
// 当环上可用UID数量 < 512时, 将自动对RingBuffer进行填充补全
//<property name="paddingFactor" value="50"></property>
//另外一种RingBuffer填充时机, 在Schedule线程中, 周期性检查填充
//默认:不配置此项, 即不实用Schedule线程. 如需使用, 请指定Schedule线程时间间隔, 单位:秒
cachedUidGenerator.setScheduleInterval(60L);
//拒绝策略: 当环已满, 无法继续填充时
//默认无需指定, 将丢弃Put操作, 仅日志记录. 如有特殊需求, 请实现RejectedPutBufferHandler接口(支持Lambda表达式)
//<property name="rejectedPutBufferHandler" ref="XxxxYourPutRejectPolicy"></property>
//cachedUidGenerator.setRejectedPutBufferHandler();
//拒绝策略: 当环已空, 无法继续获取时 -->
//默认无需指定, 将记录日志, 并抛出UidGenerateException异常. 如有特殊需求, 请实现RejectedTakeBufferHandler接口(支持Lambda表达式) -->
//<property name="rejectedTakeBufferHandler" ref="XxxxYourTakeRejectPolicy"></property>
return cachedUidGenerator;
mapper服务接口
与启动类同级目录新建WorkerNodeMapper内容如下
@Repository
public interface WorkerNodeMapper
/**
* Get @link WorkerNodeEntity by node host
*
* @param host
* @param port
* @return
*/
WorkerNodeEntity getWorkerNodeByHostPort(@Param("host") String host, @Param("port") String port);
/**
* Add @link WorkerNodeEntity
*
* @param workerNodeEntity
*/
void addWorkerNode(WorkerNodeEntity workerNodeEntity);
WorkerNodeMapper
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="org.zxp.uidgeneratortest.WorkerNodeMapper">
<resultMap id="workerNodeRes"
type="com.baidu.fsg.uid.worker.entity.WorkerNodeEntity">
<id column="ID" jdbcType="BIGINT" property="id"/>
<result column="HOST_NAME" jdbcType="VARCHAR" property="hostName"/>
<result column="PORT" jdbcType="VARCHAR" property="port"/>
<result column="TYPE" jdbcType="INTEGER" property="type"/>
<result column="LAUNCH_DATE" jdbcType="DATE" property="launchDate"/>
<result column="MODIFIED" jdbcType="TIMESTAMP" property="modified"/>
<result column="CREATED" jdbcType="TIMESTAMP" property="created"/>
</resultMap>
<insert id="addWorkerNode" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id"
parameterType="com.baidu.fsg.uid.worker.entity.WorkerNodeEntity">
INSERT INTO WORKER_NODE
(HOST_NAME,
PORT,
TYPE,
LAUNCH_DATE,
MODIFIED,
CREATED)
VALUES (
#hostName,
#port,
#type,
#launchDate,
NOW(),
NOW())
</insert>
<select id="getWorkerNodeByHostPort" resultMap="workerNodeRes">
SELECT
ID,
HOST_NAME,
PORT,
TYPE,
LAUNCH_DATE,
MODIFIED,
CREATED
FROM
WORKER_NODE
WHERE
HOST_NAME = #host AND PORT = #port
</select>
</mapper>
创建UidGenService逻辑类
@Service
public class UidGenService
@Resource
private UidGenerator uidGenerator;
public long getUid()
return uidGenerator.getUID();
参考资料
[写Java也得了解CPU--伪共享]()https://www.cnblogs.com/techyc/p/3625701.html
https://www.jianshu.com/p/947bff7be2da
https://blog.csdn.net/qq_43578870/article/details/105495740
以上是关于#私藏项目实操分享#分布式技术专题「分布式ID系列」百度开源的分布式高性能的唯一ID生成器UidGenerator的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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