Redis 生成分布式业务单号

Posted 2023-04-03 我有一只肥螳螂

背景：微服务架构，有三个微服务，分别是签收、对账、开票，需要生成唯一的分布式单号

格式：标识 + 年月日 + 生成顺序（三位）

例子：

• QS20230301001，即2023年三月一日第一张签收单
• DZ20230212002，即2023年二月十二日第二张对账单

原理：利用 Redis 的原子性，保证三位生成顺序的唯一性

新建业务id枚举类 IdEnum

public enum IdEnum 

    SIGN("QS"),
    VERIFY("DZ"),
    INVOICE("KP"),
    RECEIPT("SK"),
    ;

    /**
     * 单号前缀
     */
    private String prefix;

    IdEnum(String prefix) 
        this.prefix = prefix;
    

    public String getPrefix() 
        return prefix;
    

新建 IdUtil

• getCacheKey：获取 redis 的 KEY
• getDay：获取 服务标识 + 格式化的日期
• completionSerial：从redis获取生成顺序后，格式化为固定三位

public class IdUtil 

    static final String  PREFIX = "ID_CASH_";

    public static String getCacheKey(String serialPrefix) 
        return PREFIX.concat(serialPrefix);
    

    public static String getDay(IdEnum idEnum) 
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMMdd");
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append(idEnum.getPrefix());
        sb.append(formatter.format(LocalDateTime.now()));
        return sb.toString();
    

    public static String completionSerial(Long serial) 
        Format formatCount = new DecimalFormat("000");
        String serialFormat = formatCount.format(serial);
        return  serialFormat;
    

新建 IdService 获取分布式单号

• dayWithPrefix ：获取 服务标识 + 格式化的日期
• redisCacheKey：Redis key
• serial：利用 redis increment 获取原子自增数

@Service
public class IdService 

    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    public String generateNumber(IdEnum idEnum) 
        String dayWithPrefix = IdUtil.getDay(idEnum);
        String redisCacheKey = IdUtil.getCacheKey(dayWithPrefix);
        Long serial = redisTemplate.opsForValue().increment(redisCacheKey);
        redisTemplate.expire(redisCacheKey, 2, TimeUnit.DAYS);

        String num =  dayWithPrefix + IdUtil.completionSerial(serial);
        return num;
    

最后使用

String number = idService.generateNumber(IdEnum.INVOICE);

分布式系统订单号唯一策略

1、分布式集群架构

2、分布式高并发环境的订单号要求

• 全局唯一
• 订单号信息安全要求
• 趋势递增要求

3、订单号生成策略总结

策略	优点	缺点	格式
uuid	实现简单不占用带宽	无序、不可读、查询慢	32位
db自增	无代码、递归	DB单点故障、扩展有瓶颈
snowflake	不占用带宽、低位趋势递增	依赖服务器时间	18位
redis	无单点故障、性能优于DB递增	占用带宽、Redis集群需要维护	12位

3.1、策略一：UUID(通用唯一识别码)

组成：当前日期+时间+时钟序列+机器识别号（MAC地址或其他）
分布式系统中，所有元素（web服务器）都不需要通过中央控制端来判断数据唯一性。

3.2、策略二：数据库自增ID

关系型数据库都实现数据库自增ID;mysql通过auto_increment实现、oralce通过sequence实现。
在数据库集群环境下，不同数据库节点可设置不同起步值、相同步长值来实现集群下生成全局唯一、递增ID。

3.3、策略三：snowflake算法

组成：41位时间戳+10为机器ID+12位序列号（自增），转换位长度为18的长整型。
twitter位满足每秒上万条消息的创建，每条消息都必须分配全局唯一id，这些id要趋势递增，方便客户排序。
Github上可以下载到snowflake源码

3.4、策略四：Redis自增ID

Redis实现了incr(key)API用于将key的值递增1并返回结果。若key不存在，

4、四种ID自增的格式示例

• uudi：205f1537-7991-4ed3-a2c7-c05aa8f8428b
• 数据库自增：自增ID
• snowflake：386992679587676176
• redis：173372100001