业务流程如上图所示:一个前端的请求访问我的服务器,首先是从路由这一层,根据访问的url做以一个分发。然后来到controller层,获得函数,请求参数校验,路由的转发,logic进行业务处理,最后到dao层进行实际的业务操作,dao层把每一步数据库操作封装成函数,等待logic层根据业务需要调用
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雪花算法是一种生成唯一ID的算法,主要用于分布式系统中,可以确保在不同的机器上生成的ID不会重复。这个算法的核心是将时间戳、数据中心标识符、机器标识符和序列号组合起来生成一个64位的二进制数,这个二进制数就是最终的ID。
首先,雪花算法将当前时间作为生成ID的一部分,使用一个可以保证单调递增的时钟序列来生成ID。这个时钟序列可以精确到毫秒级别,保证了ID的时间戳是唯一的。
其次,雪花算法使用了数据中心标识符和机器标识符来标识不同的机器。每个机器都有一个唯一的标识符,可以使用这个标识符来生成机器ID部分的二进制数。这样可以保证不同机器生成的ID不会重复。
最后,为了防止在同一毫秒内生成的ID重复,雪花算法使用了一个序列号。序列号可以使用计数器或随机数生成器来实现。如果在同一毫秒内生成的ID已经达到了最大值,就需要等到下一毫秒才能继续生成ID。
综合以上三个方面的设计,雪花算法可以生成全局唯一的64位ID,即使在大规模分布式系统中也能保证ID的唯一性。如果还有不清楚的地方,可以再问我。
在雪花算法中,ID的最后12位是用来表示序列号的,序列号部分的值可以使用自增计数器实现唯一性。
具体来说,每当生成一个新的ID时,都会从计数器中获取下一个值作为序列号,并将计数器的值加1。由于计数器的初始值通常为0,每次生成的ID的序列号都会自增,因此序列号部分的值也就可以保证唯一性。
需要注意的是,在多线程或分布式系统中,如果多个线程或进程同时生成ID,就需要确保计数器的访问是线程安全的,否则可能会出现重复的序列号,导致生成的ID不唯一。因此,在实现雪花算法时,需要考虑到线程安全和分布式环境下的实现问题。
当我们需要在分布式系统或高并发系统中生成唯一的ID时,数据库自增ID会存在一些问题:
- 性能瓶颈:数据库自增ID的生成需要对数据库进行I/O操作,而数据库的I/O操作是相对较慢的,容易成为系统的瓶颈。
- 分库分表后ID重复:在使用数据库自增ID时,如果进行了分库分表,由于各个数据库的自增ID生成不同步,可能会导致ID的重复。
- 可靠性问题:如果数据库自增ID的生成出现问题,如ID号码被跳过或重复,会影响系统的稳定性和可靠性。
相比之下,雪花算法是一种轻量级、高性能、分布式的ID生成算法。它的优点有:
- 高性能:雪花算法是在本地生成唯一的ID,不需要访问数据库,可以大大提高ID生成的速度。
- 分布式支持:雪花算法可以支持多个节点生成唯一的ID,可以用于分布式系统和高并发系统。
- 可读性好:雪花算法生成的ID,可以根据ID中的数据中心标识符和机器标识符进行反解,可以更好地了解ID的来源和使用情况。
- 唯一性保证:雪花算法生成的ID是64位的整数,可以保证在同一时刻不同节点生成的ID是唯一的。
因此,对于分布式系统或高并发系统而言,使用雪花算法生成唯一的ID可以更好地保证系统的性能和稳定性,同时也可以避免数据库自增ID可能存在的问题。
在雪花算法中,数据中心标识和机器标识是用来保证生成的唯一ID的全局唯一性,其区别如下:
- 数据中心标识:数据中心标识用于标识数据生成的中心,它是一个占用5位的二进制数字。如果一个组织拥有多个数据中心,则每个数据中心应该分配一个唯一的标识符。数据中心标识的作用是确保不同数据中心生成的ID不会冲突。
- 机器标识:机器标识用于标识数据生成的机器,它是一个占用5位的二进制数字。在同一个数据中心内,如果有多台机器可以生成ID,则每台机器应该分配一个唯一的标识符。机器标识的作用是确保同一台机器生成的ID不会冲突。
可以看到,数据中心标识和机器标识都是用来确保生成的唯一ID的全局唯一性,但是它们的作用范围不同。数据中心标识是用来确保不同数据中心生成的ID不会冲突,而机器标识是用来确保同一台机器生成的ID不会冲突。这样就可以保证在分布式系统中生成的唯一ID的全局唯一性。
在分库分表的场景中,通常会采用数据库的自增ID作为主键,以保证数据的唯一性和快速查询。然而,在高并发的情况下,当多个数据库实例同时生成自增ID时,就可能出现重复的情况,这就是所谓的自增ID重复问题。
原因在于,在分库分表的情况下,不同的数据库实例之间是相互独立的,每个数据库实例都会有自己独立的自增ID计数器。当多个数据库实例同时插入数据时,就会出现自增ID计数器并发自增的情况,导致生成的ID重复。
为了避免自增ID重复问题,可以采用以下方法:
- 使用分布式ID生成算法,如雪花算法等,来生成全局唯一的ID,避免使用数据库自增ID。
- 使用数据库的分布式自增ID功能,如MySQL的auto_increment_increment和auto_increment_offset参数,来保证生成的ID全局唯一。
- 将数据库表的自增ID范围分配给不同的数据库实例,避免不同实例之间产生重复。例如,将ID的奇偶数分配给不同的数据库实例,或将ID的前缀分配给不同的实例。
- 使用全局唯一ID生成器,如Zookeeper、Redis等,在分布式系统中统一生成全局唯一的ID,避免在数据库中生成自增ID。
综上所述,分库分表场景下的自增ID重复问题可以通过采用分布式ID生成算法、数据库自增ID功能、ID范围分配或全局唯一ID生成器等方式来避免。