【JAVA】系統唯一ID生成方案討論
這種文章,網上應該很多了,不過自己不寫一遍,總是不會印象太深刻,所以今天為了再度加深印象,自己也寫一遍。
現在的網際網路專案,使用者數越來越多,系統基本都是分散式部署,所以基於資料庫的自增id這裡就不說了。
1、UUID
這個東西是JAVA原生API提供的,它的確能保證唯一,但是有個弊端,它是一個字串,字母數字組合,對於分散式系統中資料庫主鍵的生成就不行了,資料庫主鍵大家都是用整型型別來定義的,字母數字組合這種肯定不行了。
但是非資料庫主鍵生成的場景倒是可以用用,必須訊息唯一性這種,它是本地生成,沒有遠端呼叫,不存在網路時間,效率高;如果用它來建索引,效率是很低的。
2、獨立的ID生成服務
這個應該比較多見,專門搭建一個系統用來給各個接入系統分配唯一ID,每個系統每次來請求的時候返回一段ID,系統拿到自己用,用完後,再來申請,再次分配下一區段的,以此類推。
這種方法,如果ID生成服務出現故障,那對其它所有系統來說都是災難,可靠性要求太高了,效能效率方面倒是沒有什麼問題,區間分配,效率很高。
3、時間戳
直接取當前毫秒時間戳,效率高,也是整型數字,但是對併發量要求高的就不行了,無法保證唯一,1秒最多隻能生成1000個嘛,因為是毫秒時間戳,小規模系統可以用用的,簡單高效。
4、snowflake演算法
這是twitter的一個id生成演算法
Twitter-Snowflake演算法產生的背景相當簡單,為了滿足Twitter每秒上萬條訊息的請求,每條訊息都必須分配一條唯一的id,這些id還需要一些大致的順序(方便客戶端排序),並且在分散式系統中不同機器產生的id必須不同。
首先我們需要一個long型別的變數來儲存這個生成的id,第一位固定為0,因為id都是正數嘛,還剩63位,用x位表示毫秒時間戳,用y位表示程序id,用z位表示同一個時間戳下的序列號,x+y+z=63。我們直接看程式碼
41的時間戳,儲存當前時間戳與開始時間戳的差值,大概可以用69年,當然x,y,z可以自己根據情況分配,不是固定的。package id.test; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.HashSet; import java.util.Set; /** * ClassName:IdGenerator <br/> * Function: TODO ADD FUNCTION. <br/> * Reason: TODO ADD REASON. <br/> * Date: 2017年2月17日 下午3:08:34 <br/> * * @author chiwei * @version * @since JDK 1.6 * @see */ public class IdGenerator { /** * SnowFlake演算法 64位Long型別生成唯一ID 第一位0,表明正數 2-42,41位,表示毫秒時間戳差值,起始值自定義 * 43-52,10位,機器編號,5位資料中心編號,5位程序編號 53-64,12位,毫秒內計數器 本機記憶體生成,效能高 * * 主要就是三部分: 時間戳,程序id,序列號 時間戳41,id10位,序列號12位 * * @author chiwei * @param args * @since JDK 1.6 */ private final static long beginTs = 1483200000000L; private long lastTs = 0L; private long processId; private int processIdBits = 10; private long sequence = 0L; private int sequenceBits = 12; // 10位程序ID標識 public IdGenerator(long processId) { if (processId > ((1 << processIdBits) - 1)) { throw new RuntimeException("程序ID超出範圍,設定位數" + processIdBits + ",最大" + ((1 << processIdBits) - 1)); } this.processId = processId; } protected long timeGen() { return System.currentTimeMillis(); } public synchronized long nextId() { long ts = timeGen(); if (ts < lastTs) {// 剛剛生成的時間戳比上次的時間戳還小,出錯 throw new RuntimeException("時間戳順序錯誤"); } if (ts == lastTs) {// 剛剛生成的時間戳跟上次的時間戳一樣,則需要生成一個sequence序列號 // sequence迴圈自增 sequence = (sequence + 1) & ((1 << sequenceBits) - 1); // 如果sequence=0則需要重新生成時間戳 if (sequence == 0) { // 且必須保證時間戳序列往後 ts = nextTs(lastTs); } } else {// 如果ts>lastTs,時間戳序列已經不同了,此時可以不必生成sequence了,直接取0 sequence = 0L; } lastTs = ts;// 更新lastTs時間戳 return ((ts - beginTs) << (processIdBits + sequenceBits)) | (processId << sequenceBits) | sequence; } protected long nextTs(long lastTs) { long ts = timeGen(); while (ts <= lastTs) { ts = timeGen(); } return ts; } public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub IdGenerator ig = new IdGenerator(1023); String str = "20170101"; System.out.println(new SimpleDateFormat("YYYYMMDD").parse(str).getTime()); Set<Long> set = new HashSet<Long>(); long begin = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 10; i++) { set.add(ig.nextId()); } System.out.println("time=" + (System.nanoTime() - begin)/1000.0 + " us"); System.out.println(set.size()); System.out.println(set); } }
此方法同樣是本地生成,效率非常高,唯一性滿足度很高,只需要以上一個類就行了,每個程序啟動時,分配不同的processId即可。
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