如何生成全局唯一id

2019-02-28 本文已影响0人 cyrilsun

为什么需要全局唯一id

在分布式架构下，经常有需求需要生成全局唯一id，比如优惠券等券码，或者分库分表，每个表都用自增id，会导致每个表的id都不唯一，都需要生成全局唯一id。
这里介绍几种分布式架构下全局唯一id的生成方式，然后再结合具体场景说下实际项目中遇到哪些问题和解决方案，最后介绍下美团的全局唯一id生成服务leaf的实现。

常用解决方案

一、UUID

这是最容易想到的方案，UUID(Universally Unique Identifier)是32个16进制数字，以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的36个字符，目前生成方式有5种，可参考A Universally Unique IDentifier (UUID) URN Namespace
好处就是生成很简单，每个系统本地生成就可以。
坏处更加明显，就是太长和无序，会导致以下问题：
1、很多业务场景不适用，比如优惠券的发放，可能12位的券池就能满足发放的需要了，太长不但不易于存储，还会导致无法用于券码的展示
2、不利于做索引。mysql存储时，uuid的长度太长不利于做主键，而且无序性会导致作为主键插入时数据位置频繁变动，影响性能
所以，很多场景或者用于主键的情况下，都不能使用uuid

二、数据库自增主键

可以创建一个表，通过数据插入获取对应的自增主键，作为全局唯一id
缺点也很明显，就是高并发的场景下，受限于单台mysql的性能。而且可用性差，DB出现问题会导致id无法生成。
当然可以通过主从的方式增强可用性，同时增加表采用不同自增步长的方式增加并发性能，比如假设我们要部署N台机器，步长需设置为N，每台的初始值依次为0,1,2…N-1；但是还会带来新的问题，比如不利于拓展，想提升性能就要堆机器，但是步长已经确定不好更改，主从延迟会导致唯一id的不唯一，。

三、snowflake

这是twitter开源的分布式id生成算法，这种方案把64-bit分别划分成多段，分开来标示机器、时间等，比如在snowflake中的64-bit分别表示如下图（图片来自网络）所示：

image.png

上面第一个部分，是1个bit：0，这个是无意义的上面第二个部分是41个bit：表示的是时间戳；上面第三个部分是5个bit：表示的是机房id，10001上面第四个部分是5个bit：表示的是机器id，1 1001上面第五个部分是12个bit：表示的序号，就是某个机房某台机器上这一毫秒内同时生成的id的序号，0000 00000000
优点就是灵活，5位可以用来做业务标识
缺点呢就是比较依赖时钟

实际应用

场景一：分库分表后数据唯一id

需求：

id要作为主键，即要满足趋势递增
id长度尽量小
这种场景我们在项目中使用了数据库自增主键的方式，创建了32张表，步长32并设置递增初始值的方式，生成唯一id，可以较好的满足该场景。

场景二：团购券券码