雪花算法ID重复了?惨痛教训:请勿轻易造轮子!

31 阅读4分钟

最近我们线上系统发生了一起严重事故:订单号/流水号出现了重复,影响了核心业务流程。最终定位到根源:一个自研的二方包雪花算法ID生成器出现了问题。

下面我们来回顾一下雪花算法的标准结构,分析问题出在哪,并总结一些通用的设计建议。

一、标准雪花算法(Snowflake)

标准的Snowflake ID由一个64位long型整数构成:

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| 1 Bit | 41 Bits 时间戳 | 5 Bits 数据中心ID | 5 Bits 机器ID | 12 Bits 序列号 |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
  • 1位符号位:  始终为0,确保生成正数。
  • 41位时间戳:  记录与固定起始时间的毫秒差,可支持约69年。
  • 10位机器ID:  用于标识不同节点。
  • 12位序列号:  在同一毫秒内生成多个ID时使用,最多支持每毫秒生成4096个ID。

优点:

  • 高性能生成唯一ID,按时间有序,适用于分布式环境。

二、我们的“定制版”雪花算法:问题在哪?

我们使用的二方包雪花算法结构如下(根据排查推测):

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| 31 Bits 时间戳Delta | 13 Bits 数据中心ID | 4 Bits 工作ID | 8 Bits 业务ID | 8 Bits 序列号 |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+

看起来字段丰富,但存在严重问题:

1. 时间戳仅保留31位,最多支持24.85天!
  • 左移33位后只用31位时间戳,
  • 超过 2^31 毫秒后开始循环,
  • 我们自定义的起始时间是2018年,2025年时早已绕了无数圈。
2. BusinessId 用的是 IP 最后一段

使用的IPy用点分隔的最后一位,即192.168.0.1的1,极容易重复。

3. WorkId 和 DataCenterId 未配置,全为0

相当于所有实例共享同一节点标识,唯一性形同虚设。

最终结果:时间轮回 + IP冲突 + 序列重复,ID彻底撞车。

三、教训总结

通用组件不建议自研

雪花算法涉及时钟回拨、位运算、分布式协调等关键细节,成熟组件更稳妥。

不盲信二方包

无论谁写的代码,都要看清实现逻辑,理解其唯一性保障机制。

合理设置机器ID

靠IP后缀太脆弱,建议集中规划,统一分配Worker ID和DataCenter ID。

提前覆盖边界场景

模拟长时间运行、序列号溢出、时间回拨等极端情况,确保系统稳健。

四、推荐做法

使用成熟的开源实现,如 Hutool、Baomidou 等:

// Hutool 示例
Snowflake snowflake = IdUtil.getSnowflake(11);
long id = snowflake.nextId();

// Baomidou 示例(支持从 IP/MAC 自动推导,也可手动指定)
DefaultIdentifierGenerator generator = new DefaultIdentifierGenerator(11); // workerId=1, dataCenterId=1
long id = generator.nextId("user");

对于中大型系统,DataCenterId 一般用来标识不同的机房或者 AZ (Availability Zone)。

WorkerId 的配置策略可以根据系统规模逐步演进:

  • 简单方式:  通过配置文件手动指定。这种方式配置简便,适用于开发环境或单机部署。
  • 标准方式:  将 IP 与端口号(或进程号)拼接后进行哈希,再对 WorkerId 总数取模。具备一定自动化能力,不依赖外部系统,适用于中小规模部署。
  • 中级方案:  依赖注册中心(如 Eureka、Nacos),在服务注册时分配编号,结合服务ID保障唯一性。
  • 高级方案:  使用 Redis、Zookeeper 等集中协调 WorkerId 分配与释放,支持动态扩容、避免冲突。

随着系统规模扩大,推荐逐步引入更复杂但更稳妥的机制,避免一开始就过度设计。

五、其它建议:不要将业务标志拼入ID中

有时我们为了确保唯一性,会试图将业务信息(如类型前缀、模块编号)拼接进ID。但这种做法会带来一系列问题:

  • 会导致 ID 非全数字,失去原本按时间递增的排序特性,影响数据库索引效率;
  • ID长度变得不规则或偏长,可能增加存储成本,也会影响日志展示、用户体验;
  • 若业务字段含义变动,还可能造成数据兼容性问题。

更稳妥的做法是将业务字段单独存储,ID仅用于唯一标识和排序。

六、结语

别为造轮子而造轮子,尤其在通用组件上,不可抱侥幸心理。