全局唯一ID设计

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了全局唯一ID设计相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

在分布式系统中,经常需要使用全局唯一ID查找对应的数据。产生这种ID需要保证系统全局唯一,而且要高性能以及占用相对较少的空间。


全局唯一ID在数据库中一般会被设成主键,这样为了保证数据插入时索引的快速建立,还需要保持一个有序的趋势。


这样全局唯一ID就需要保证这两个需求:


  • 全局唯一

  • 趋势有序


全局ID产生的几种方式

数据库自增


当服务使用的数据库只有单库单表时,可以利用数据库的auto_increment来生成全局唯一递增ID.


优势:


  • 简单,无需程序任何附加操作

  • 保持定长的增量

  • 在单表中能保持唯一性


劣势:


  • 高并发下性能不佳,主键产生的性能上限是数据库服务器单机的上限。

  • 水平扩展困难,在分布式数据库环境下,无法保证唯一性。


UUID


一般的语言中会自带UUID的实现,比如Java中UUID方式UUID.randomUUID().toString(),可以通过服务程序本地产生,ID的生成不依赖数据库的实现。


优势:


  • 本地生成ID,不需要进行远程调用。

  • 全局唯一不重复。

  • 水平扩展能力非常好。


劣势:


  • ID有128 bits,占用的空间较大,需要存成字符串类型,索引效率极低。

  • 生成的ID中没有带Timestamp,无法保证趋势递增


Twitter Snowflake


snowflake是twitter开源的分布式ID生成算法,其核心思想是:产生一个long型的ID,使用其中41bit作为毫秒数,10bit作为机器编号,12bit作为毫秒内序列号。这个算法单机每秒内理论上最多可以生成1000*(2^12)个,也就是大约400W的ID,完全能满足业务的需求。


根据snowflake算法的思想,我们可以根据自己的业务场景,产生自己的全局唯一ID。因为Java中long类型的长度是64bits,所以我们设计的ID需要控制在64bits。


比如我们设计的ID包含以下信息:


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