分布式ID生成器方案

背景

在互联网业务中，很多场景需要全局唯一的ID，比如消息系统用一个ID标记唯一的消息，用一个唯一的ID标记一个系统对象等。这些业务场景需要有一个分布式ID生成器。

分布式ID的特性

• 全局唯一
• 递增
• 高可用: ID生成器服务往往服务于多个业务系统模块，访问压力大，所以需要保证高可用。
• 信息安全: 为了避免恶意推测出批量的ID，有一些场景下ID需要无规则的。

分布式ID的生成方案

方案一: UUID

UUID核心思想是结合机器的网卡、当地时间、一个随机数来生成。

• 优点

性能高 - 本地生成，无需网络请求

生成简单- 没有高可用风险

较为安全 - 没有规律

• 缺点

太长 - 不利于存储

不利于安全性 - 基于MAC地址生成的算法可能会泄露MAC地址

无序-在InnoDB存储引擎中，无序性会导致数据位置频繁变动，性能低下

方案二: 数据库自增主键

利用数据库自增ID的特性来生成，如 MySQL 的auto_increment 。

• 优点

利用数据库自有功能实现，有序

• 缺点

如果数据库发生主从切换，有重复发号的风险。

受限于数据库性能瓶颈，扩容成本大

方案三: 使用Redis自增的原子命令

Redis 提供了自增的原子命令，可以保证唯一、有序。

• 优点

简单，高并发

维护成本低

• 缺点

发生主从切换时，有重复发号的风险。

需要特别保障其高可用。

方案三: snow flak算法

生成规则如下:

时间戳 + 机器标识 + 自增序列号

高位是用时间戳（ms），保证了有序性（趋势递增），再加上机器标识和自增序列号，保证了唯一性。

• 优点

生成性能高。灵活，可以根据自身业务特点分配bit位。

• 缺点

强依赖机器时钟，如果时钟回拨，就会导致服务异常。