分布式 ID 生成算法的有很多种,Twitter 的 SnowFlake 就是其中经典的一种。
SnowFlake 算法生成 ID 的结果是一个 64bit 大小的整数,它的结构如下图:
由于在 Java 中 64 bit 的整数是 Long 类型,所以在 Java 中 SnowFlake 算法生成的 ID 就是 Long 来存储的。
分布式部署都在强调无状态化,那么给每台机器绑定一个 hostid 显然不太现实,假设又是在容器化环境下,没有固定的 IP,并且容器实例每次重新启动后的唯一 ID 还不一致。综上,基于机器 ID 的思路不可行。所以经常的做法是,利用 ZK/Redis/DB 等作为一个全局的 datacenterId/workerId 发号器,由发号器来分配唯一的 datacenterId/workerId
由于机器的时间是动态的调整的,有可能会出现时间跑到之前几毫秒,如果这个时候获取到了这种时间,则会出现数据重复。
这个问题的解决方案是采用“历史时间”。在进程启动后,我们会将当前时间(实际处理采用了延迟10ms启动),作为该业务这台机器进程的时间戳中的起始时间字段,后续的自增是在序列号自增到最大值时,时间戳增 1,而序列号重新归为 0。
/**
* 起始的时间戳
*/
private final static long START_STMP = 1480166465631L;
/**
* 每一部分占用的位数
*/
private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列号占用的位数
private final static long MACHINE_BIT = 5; //机器标识占用的位数
private final static long DATACENTER_BIT = 5;//数据中心占用的位数
/**
* 每一部分的最大值
*/
private final static long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
/**
* 每一部分向左的位移
*/
private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
private final static long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
private final static long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;
private long datacenterId; //数据中心
private long machineId; //机器标识
private long sequence = 0L; //序列号
private long lastStmp = -1L;//上一次时间戳
public synchronized long nextId() {
long currStmp = getNewstmp();
if (currStmp < lastStmp) {
throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
}
if (currStmp == lastStmp) {
//相同毫秒内,序列号自增
sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
//同一毫秒的序列数已经达到最大
if (sequence == 0L) {
currStmp = getNextMill();
}
} else {
//不同毫秒内,序列号置为0
sequence = 0L;
}
lastStmp = currStmp;
return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
| datacenterId << DATACENTER_LEFT //数据中心部分
| machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分
| sequence; //序列号部分
}
目前机器 id 需要每台机器不一样,这样的方式分配需要有方案进行处理,同时也要考虑,如果该机器宕机了,对应的 datacenterId/workerId 分配后的回收问题。
这个问题的解决方案是:每个实例启动,扩容,直接从 ZK/Redis/DB 等发号器取一个 id 作为 datacenterId/workerId,下线不销毁;并且维护一个活动节点队列,在地址空间耗尽的时候,指针指回队列头部,当分配的 id 存在于活动节点队列则跳过取下一个可用空间,达到复用原地址空间的目的。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。