如何高效生成趨勢有序的全局唯一ID


所有的業務系統,都有生成ID的需求,如訂單id,商品id等

這個ID會是數據庫中的唯一主鍵,在它上面會建立聚集索引

ID生成的核心需求:

  (1)全局唯一

  (2)趨勢有序

1.使用數據庫的 auto_increment 來生成全局唯一遞增ID

優點:

(1)簡單

(2)能夠保證唯一性

(3)能夠保證遞增性

(4)步長固定

缺點:

(1)可用性難以保證:數據庫架構是一主多從+讀寫分離,生成自增ID是寫請求,主庫掛了就玩不轉了

(2)擴展性差,性能有上限:因為寫入是單點,數據庫主庫的寫性能決定ID的生成性能上限,並且難以擴展

改進方法:

(1)增加主庫,避免寫入單點

(2)數據水平切分,保證各主庫生成的ID不重復

改進后保證了可用性,但缺點是:

(1)喪失了ID生成的“絕對遞增性”

(2)數據庫的寫壓力依然很大,每次生成ID都要訪問數據庫

2.單點批量ID生成服務

每次生成ID都訪問了數據庫,使用批量的方式降低數據庫寫壓力

數據庫中只存儲當前ID的最大值,

如果當前為0,

ID生成服務每次批量拉取6個ID,服務訪問數據庫,將當前ID的最大值修改為5,應用訪問ID生成服務索要ID,ID生成服務不需要每次訪問數據庫,就能依次派發0,1,2,3,4,5

當ID發完后,再將ID的最大值修改為11,就能再次派發6,7,8,9,10,11

優點

(1)保證了ID生成的絕對遞增有序

(2)大大的降低了數據庫的壓力

缺點

(1)服務仍然是單點

(2)如果服務掛了,服務重啟起來之后,繼續生成ID可能會不連續,中間出現空洞

(3)雖然每秒可以生成幾萬幾十萬個ID,但還是有性能上限,無法進行水平擴展

改進方法

單點服務高可用優化方案是“備用服務”

對外提供的服務是主服務,備用服務時刻處於備用狀態,當主服務掛了的時候備用服務頂上。

這個切換的過程對調用方是透明的,可以自動完成,常用的技術是vip+keepalived

3.uuid

string ID =GenUUID();

優點

(1)本地生成ID,不需要進行遠程調用,時延低

(2)擴展性好,基本可以認為沒有性能上限

缺點

(1)無法保證趨勢遞增

(2)uuid過長,往往用字符串表示,作為主鍵建立索引查詢效率低

優化方案為“轉化為兩個uint64整數存儲”或者“折半存儲”(折半后不能保證唯一性)

4.取當前毫秒數

uint64 ID = GenTimeMS();

優點

(1)本地生成ID,不需要進行遠程調用,時延低

(2)生成的ID趨勢遞增

(3)生成的ID是整數,建立索引后查詢效率高

缺點

(1)如果並發量超過1000,會生成重復的ID

5.類snowflake算法

snowflake是twitter開源的分布式ID生成算法

核心思想是:一個long型的ID,使用其中41bit作為毫秒數,10bit作為機器編號,12bit作為毫秒內序列號

  

 


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