前言
我们的数据库在设计时一般有两个ID,自增的id为主键,还有一个业务ID使用UUID生成。自增id在需要分表的情况下做为业务主键不太理想,所以我们增加了uuid作为业务ID,有了业务id仍然还存在自增id的原因具体我也说不清楚,只知道和插入的性能以及db的要求有关。

我个人一直想将这两个ID换成一个字段来处理,所以要求这个id是数字类似的,且是趋抛增长的,这样mysql创建索引以及查询时性能会比较好。于时网上找到了雪花算法.关于雪花算法大家可以看一下我后面引用的资料。

ID生成器代码:
从网上抄的,自己改的,目前我还没有应用到实际项目中,如需应用,请先进行严格自测

  1. import java.time.LocalDateTime;
  2. import java.time.ZoneOffset;
  3. import java.time.format.DateTimeFormatter;
  4.  
  5. /**
  6. * <p>
  7. * 在雪花算法基础生稍做改造生成Long Id
  8. * https://www.jianshu.com/p/d3881a6a895e
  9. * </p>
  10. * 1 - 41位 - 10位 - 12位
  11. * 0 - 41位 - 10位 - 12位
  12. * <p>
  13. * <PRE>
  14. * <BR> 修改记录
  15. * <BR>-----------------------------------------------
  16. * <BR> 修改日期 修改人 修改内容
  17. * </PRE>
  18. *
  19. * @author cuiyh9
  20. * @version 1.0
  21. * @Date Created in 2018年11月29日 20:46
  22. * @since 1.0
  23. */
  24. public final class ZfIdGenerator {
  25.  
  26. /**
  27. * 起始的时间戳
  28. */
  29. private static final long START_TIME_MILLIS;
  30.  
  31. /**
  32. * 每一部分占用的位数
  33. */
  34. private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列号占用的位数
  35. private final static long WORKID_BIT = 10; //机器标识占用的位数
  36.  
  37. /**
  38. * 每一部分的最大值
  39. */
  40. private final static long MAX_WORK_NUM = -1L ^ (-1L << WORKID_BIT);
  41. private final static long MAX_SEQUENCE = -1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT);
  42.  
  43. /**
  44. * 每一部分向左的位移
  45. */
  46. private final static long WORKID_SHIFT = SEQUENCE_BIT;
  47. private final static long TIMESTMP_SHIFT = WORKID_SHIFT + WORKID_BIT;
  48.  
  49. private long sequence = 0L; //序列号
  50. private long lastStmp = -1L;
  51.  
  52. /** workId */
  53. private long workId;
  54.  
  55. static {
  56. String startDate = "2018-01-01 00:00:00";
  57. DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  58. LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse(startDate, df);
  59. START_TIME_MILLIS = localDateTime.toInstant(ZoneOffset.of("+8")).toEpochMilli();
  60.  
  61. }
  62.  
  63. /**
  64. * 获取分部署式发号器
  65. * @param workId 每台服务需要传一个服务id
  66. * @return
  67. */
  68. public static synchronized ZfIdGenerator getDistributedIdGenerator(long workId) {
  69. return new ZfIdGenerator(workId);
  70. }
  71.  
  72. public static synchronized ZfIdGenerator getStandAloneIdGenerator() {
  73. long workId = MAX_WORK_NUM;
  74. return new ZfIdGenerator(workId);
  75. }
  76.  
  77. private ZfIdGenerator(long workId) {
  78. if (workId > MAX_WORK_NUM || workId <= 0) {
  79. throw new RuntimeException("workdId的值设置错误");
  80. }
  81. this.workId = workId;
  82. }
  83.  
  84. /**
  85. * 生成id
  86. * @return
  87. */
  88. public synchronized long nextId() {
  89. long currStmp = System.currentTimeMillis();
  90. if (currStmp < START_TIME_MILLIS) {
  91. throw new RuntimeException("机器时间存在问题,请注意查看");
  92. }
  93.  
  94. if (currStmp == lastStmp) {
  95. sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
  96. if (sequence == 0L) {
  97. currStmp = getNextMillis(currStmp);
  98. }
  99. } else {
  100. sequence = 0L;
  101. }
  102. lastStmp = currStmp;
  103.  
  104. return ((currStmp - START_TIME_MILLIS) << TIMESTMP_SHIFT)
  105. | (workId << WORKID_SHIFT)
  106. | (sequence);
  107. }
  108.  
  109. public long getNextMillis(long currStmp) {
  110. long millis = System.currentTimeMillis();
  111. while (millis <= currStmp) {
  112. millis = System.currentTimeMillis();
  113. }
  114. return millis;
  115. }
  116.  
  117. /**
  118. * 获取最大的工作数量
  119. * @return
  120. */
  121. public static long getMaxWorkNum() {
  122. return MAX_WORK_NUM;
  123. }
  124.  
  125. public static void main(String[] args) {
  126. ZfIdGenerator idGenerator1 = ZfIdGenerator.getDistributedIdGenerator(1);
  127. // ZfIdGenerator idGenerator2 = ZfIdGenerator.getDistributedIdGenerator(2);
  128. for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
  129. System.out.println(idGenerator1.nextId());
  130. }
  131.  
  132. // System.out.println(idGenerator2.nextId());
  133.  
  134. }
  135.  
  136. }

分布式情况
上面的ID生成器在单机情况下使用没有问题,但如果在分布下使用,就需要分配不同的workId,如果workId相同,可能会导致生成的id相同。

解决方案:

1、使用java环境变量,人为通过-D预先设置workid.这种方案简单,不会出现重复情况,但需要每个服务的启动脚本不同.

2、使用sharding-jdbc中的算法,使用IP后几位来做workId,这种方案也很简单,不需要修改服务的启动脚本,但在某些情况下会出现生成重复ID的情况,详细见我下面的参考资料

3、使用zk,在启动时给每个服务分配不同的workId,缺点:多了依赖,需要zk,优点:不会出现重复情况,且不需要修改服务的启动脚本。这个是我个人使用的方案,实现思路为,系统启动时创建一个永久性的结点(zookeeper保证原子性),然后在这个永久性的节点下,遍历workId去zookeeper创建临时结点,zookeeper会保证相同路径只会有一个可能创建成功,如果创建失败继续遍历即可。详细可看一下代码

实例化ID生成器如下(Spring boot项目):

  1. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
  2. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
  4. import org.springframework.boot.SpringBootConfiguration;
  5. import org.springframework.context.annotation.Bean;
  6.  
  7. /**
  8. * <p>TODO</p>
  9. * <p>
  10. * <PRE>
  11. * <BR> 修改记录
  12. * <BR>-----------------------------------------------
  13. * <BR> 修改日期 修改人 修改内容
  14. * </PRE>
  15. *
  16. * @author cuiyh9
  17. * @version 1.0
  18. * @Date Created in 2018年11月30日 16:37
  19. * @since 1.0
  20. */
  21. @Slf4j
  22. @SpringBootConfiguration
  23. public class IdGeneratorConfig {
  24.  
  25. @Autowired
  26. private ZkClient zkClient;
  27.  
  28. @Value("${idgenerator.zookeeper.parent.path}")
  29. private String IDGENERATOR_PARENT_PATH;
  30.  
  31. @Bean
  32. public ZfIdGenerator idGenerator() {
  33. boolean flag = zkClient.createParent(IDGENERATOR_PARENT_PATH);
  34. if (!flag) {
  35. throw new RuntimeException("创建发号器父节点失败");
  36. }
  37.  
  38. // 获取workId
  39. long workId = 0;
  40. long maxWorkNum = ZfIdGenerator.getMaxWorkNum();
  41. for (long i = 1; i < maxWorkNum; i++) {
  42. String workPath = IDGENERATOR_PARENT_PATH + "/" + i;
  43. flag = zkClient.createNotExistEphemeralNode(workPath);
  44. if (flag) {
  45. workId = i;
  46. break;
  47. }
  48. }
  49.  
  50. if (workId == 0) {
  51. throw new RuntimeException("获取机器id失败");
  52. }
  53. log.warn("idGenerator workId:{}", workId);
  54. return ZfIdGenerator.getDistributedIdGenerator(workId);
  55.  
  56. }
  57. }

ZkClient代码(基于apache curator)

注意apache curator版本,我最初使用的是4.x版本,程序执行到forPath()方法就会阻塞,后来查到是与zookeeper版本不匹配导致.

  1. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
  2. import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
  3. import org.apache.zookeeper.CreateMode;
  4. import org.apache.zookeeper.KeeperException;
  5. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  6. import org.springframework.stereotype.Component;
  7.  
  8. /**
  9. * <p>TODO</p>
  10. * <p>
  11. * <PRE>
  12. * <BR> 修改记录
  13. * <BR>-----------------------------------------------
  14. * <BR> 修改日期 修改人 修改内容
  15. * </PRE>
  16. *
  17. * @author cuiyh9
  18. * @version 1.0
  19. * @Date Created in 2018年11月30日 16:36
  20. * @since 1.0
  21. */
  22. @Slf4j
  23. @Component
  24. public class ZkClient {
  25.  
  26. @Autowired
  27. private CuratorFramework client;
  28.  
  29. /**
  30. * 创建父节点,创建成功或存在都返回成功
  31. * @param path
  32. * @return
  33. */
  34. public boolean createParent(String path) {
  35. try {
  36. client.create().creatingParentsIfNeeded().forPath(path);
  37. return true;
  38. } catch (KeeperException.NodeExistsException e) {
  39. return true;
  40. } catch (Exception e) {
  41. log.error("createParent fail path:{}", path, e);
  42. }
  43. return false;
  44. }
  45.  
  46. /**
  47. * 创建不存在的节点。如果存在或创建失败,返回false
  48. * @param path
  49. * @throws Exception
  50. */
  51. public boolean createNotExistEphemeralNode(String path) {
  52. try {
  53. client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);
  54. return true;
  55. } catch (KeeperException.NodeExistsException e) {
  56. return false;
  57. } catch (Exception e) {
  58. log.error("createNotExistNode fail path:{}", path, e);
  59. }
  60. return false;
  61. }
  62. }

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