这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 8 天
在以前的项目中，最常见的两种主键类型是自增Id和UUID，在比较这两种ID之前首先要搞明白一个问题，就是为什么主键有序比无序查询效率要快，因为自增Id和UUID之间最大的不同点就在于有序性。
我们都知道，当我们定义了主键时，数据库会选择表的主键作为聚集索引(B+Tree)，mysql 在底层是以数据页为单位来存储数据的。
也就是说如果主键为自增 id的话，mysql 在写满一个数据页的时候，直接申请另一个新数据页接着写就可以了。如果一个数据页存满了，mysql 就会去申请一个新的数据页来存储数据。如果主键是UUID，为了确保索引有序，mysql 就需要将每次插入的数据都放到合适的位置上。这就造成了页分裂，这个大量移动数据的过程是会严重影响插入效率的。
一句话总结就是，InnoDB表的数据写入顺序能和B+树索引的叶子节点顺序一致的话，这时候存取效率是最高的。
但是为什么很多情况又不用自增id作为主键呢？
- 容易导致主键重复。比如导入旧数据时，线上又有新的数据新增，这时就有可能在导入时发生主键重复的异常。为了避免导入数据时出现主键重复的情况，要选择在应用停业后导入旧数据，导入完成后再启动应用。显然这样会造成不必要的麻烦。而UUID作为主键就不用担心这种情况。
- 不利于数据库的扩展。当采用自增id时，分库分表也会有主键重复的问题。UUID则不用担心这种问题。
那么问题就来了，自增id会担心主键重复，UUID不能保证有序性，有没有一种ID既是有序的，又是唯一的呢？
当然有，就是雪花ID。
引用自 知乎 什么是雪花ID？ zhuanlan.zhihu.com/p/374667160
三类主键
- 自增ID： 1、2、3、4、5 .....
- uuid: UUID 是 通用唯一识别码（Universally Unique Identifier）的缩写，它是在一定的范围内（从特定的名字空间到全球）唯一的机器生成的标识符。通用唯一标识符的意思，可以以业务实际
user id为主键，比如QQ号、手机号等 - 雪花ID:
snowflake是Twitter开源的分布式ID生成算法，结果是64bit的Long类型的ID，有着全局唯一和有序递增的特点。
什么是雪花ID
+--------------------------------------------------------------------------+
| 1 Bit Unused | 41 Bit Timestamp | 10 Bit NodeID | 12 Bit Sequence ID |
+--------------------------------------------------------------------------+
ID Format
By default, the ID format follows the original Twitter snowflake format.
- ID存储在
int64中，用到 63 位。 - 最高位是符号位，因为生成的 ID 总是正数，始终为0，不可用。
41位用于存储一个精确到毫秒级的时间戳。时间位还有一个很重要的作用是可以根据时间进行排序。10位的机器标识，支持存储0-1023共1024个节点12位的计数序列号，序列号即一系列的自增ID，可以支持同一节点同一毫秒生成多个ID序号，12位的计数序列号支持每个节点每毫秒产生4096个ID序号。
Custom Format
You can alter the number of bits used for the node id and step number (sequence) by setting the snowflake.NodeBits and snowflake.StepBits values. Remember that There is a maximum of 22 bits available that can be shared between these two values. You do not have to use all 22 bits.
Custom Epoch
By default this package uses the Twitter Epoch of 1288834974657 or Nov 04 2010 01:42:54. You can set your own epoch value by setting snowflake.Epoch to a time in milliseconds to use as the epoch.
Custom Notes
When setting custom epoch or bit values you need to set them prior to calling any functions on the snowflake package, including NewNode(). Otherwise the custom values you set will not be applied correctly.
Go Snowflake
Installing
go get github.com/bwmarrin/snowflake
Usage
- 使用
snowflake.NewNode(node int64)构建一个新的雪花节点，里面传入一个唯一的节点号，默认设置允许0-1023。
If you have set a custom NodeBits value, you will need to calculate what your node number range will be.
- 使用
node.Generate()生成一个雪花ID。
Example
package main
import (
"fmt"
"github.com/bwmarrin/snowflake"
)
func main() {
// Create a new Node with a Node number of 1
node, err := snowflake.NewNode(1)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
// Generate a snowflake ID.
id := node.Generate()
// Print out the ID in a few different ways.
fmt.Printf("Int64 ID: %d\n", id)
fmt.Printf("String ID: %s\n", id)
fmt.Printf("Base2 ID: %s\n", id.Base2())
fmt.Printf("Base64 ID: %s\n", id.Base64())
// Print out the ID's timestamp
fmt.Printf("ID Time : %d\n", id.Time())
// Print out the ID's node number
fmt.Printf("ID Node : %d\n", id.Node())
// Print out the ID's sequence number
fmt.Printf("ID Step : %d\n", id.Step())
// Generate and print, all in one.
fmt.Printf("ID : %d\n", node.Generate().Int64())
}
output:
Int64 ID: 1617911886731284480
String ID: 1617911886731284480
Base2 ID: 1011001110011111110100100100111110110100000000001000000000000
Base64 ID: MTYxNzkxMTg4NjczMTI4NDQ4MA==
ID Time : 1674575227803
ID Node : 1
ID Step : 0
ID : 1617911886735478784
性能
在默认设置下，雪花生成器每秒可以最多生成 4096 个唯一 ID。由于雪花生成器是单线程的，主要的限制是你系统上单个处理器的最大速度。
go test -run=^$ -bench=.
goos: darwin
goarch: arm64
pkg: snowflake-example/snowflake
BenchmarkParseBase32-8 133637931 8.610 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkBase32-8 42938995 27.53 ns/op 24 B/op 1 allocs/op
BenchmarkParseBase58-8 157382682 7.700 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkBase58-8 83316454 14.41 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkGenerate-8 4924300 244.0 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkGenerateMaxSequence-8 30233998 38.89 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkUnmarshal-8 30578994 38.70 ns/op 24 B/op 1 allocs/op
BenchmarkMarshal-8 40085125 29.66 ns/op 24 B/op 1 allocs/op
PASS
ok snowflake-example/snowflake 11.619s
