分布式架构下的全局唯一Id生成器

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全局唯一Id

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场景:每个店铺都可以进行优惠券的发放:

image-20221024162334080

当用户抢购的时候,就会生成订单并且保存到优惠券表当中对吧?

如果说我们用自增的Id,就会遇到很多问题:

1.如果说你第一天购买优惠券显示id为20,第二天再买,优惠券显示id为120,那么用户就可以推测出你店铺一天的销售额了,这是商业不友好且安全不友好的。

2.想想双十一秒杀,是不是有几亿条数据啊?我们知道,Mysql单表虽然可以实现自增,但是它的容量有限,需要分表,而分表的时候,自增就没用了。

全局ID生成器

全局Id生成器,是在分布式系统下用来生成全局唯一ID的工具,一般满足以下特性:

  • 唯一性
  • 高可用 (你不能挂!)
  • 高性能(速度快)
  • 递增性(你得变大,有利于创建索引)
  • 安全性 (规律性不能明显)

想到这儿,看到高性能,高可用你就一定会想到一个神器——Redis!

但是Redis怎么去满足安全性和递增性呢?

我们自己创造一个这样的ID

image-20221024163639974

第一部分是符号位,0代表正。第二部分是时间戳,单位是秒,够68年。第三部分是自增的序列号啦。

这样一来,就同时实现了安全性和递增性!

下面我们来看看这个思路的代码实现:

@Component
public class RedisIdWorker {
    /**
     * 开始时间戳
     */
    private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;
    /**
     * 序列号的位数
     */
    private static final int COUNT_BITS = 32;
​
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
​
    public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }
​
    public long nextId(String keyPrefix) {
        // 1.生成时间戳
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
        long timestamp = nowSecond - BEGIN_TIMESTAMP;
​
        // 2.生成序列号
        // 2.1.获取当前日期,精确到天
        String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));
        // 2.2.自增长
        long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:" + keyPrefix + ":" + date);
​
        // 3.拼接并返回
        return timestamp << COUNT_BITS | count;
    }
}

这里对代码做一些解释:

  1. BEGIN_TIMESTAMP是你业务的当前时间的时间戳。
  2. stringRedisTemplate.opsForValue().increment()这个方法相当于一个计数器,统计这个key的内容改变的次数,实现计数统计,业务里面可以对应订单数目的计数
  3. timestamp << COUNT_BITS | count相当于把时间戳左移32位,再用或运算加上右边的32位,实现左边32位是时间戳,右边32位是序列号(或运算会比加运算快很多,更好体现高性能!)