分佈式系統中主鍵生成策略

主鍵生成策略

1分佈式系統中主鍵生成的問題

1. 案例，在集羣的寫庫中，生成的主鍵重複的問題。比如說，A庫用戶表插入一條數據，生成主鍵id=1，B庫用戶表插入的數據，生成的主鍵id也爲1，那麼應該怎麼辦讓A，B庫生成的主鍵id不重複，且有序呢。

策略

1Snowflake（雪花算法，現在非常流行）

1. id全局唯一
2. 高性能，低延遲
3. 獨立的應用
4. 按時間有序
5. 需要獨立的開發和部署

1.1結構

1. 41位的時間序列（精確到毫秒，41位的長度可以使用69年）
2. 10位的機器標識（10位的長度最多支持部署1024個節點）
3. 12位的計數順序號（12位的計數順序號支持每個節點每毫秒產生4096個ID序號） 最高位是符號位，始終爲0。

1.2代碼

public class SnowFlake {


	/**
	 * 起始的時間戳
	 */
	private final static long START_STMP = 1480166465631L;

	/**
	 * 每一部分佔用的位數
	 */
	private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列號佔用的位數
	private final static long MACHINE_BIT = 5;  //機器標識佔用的位數
	private final static long DATACENTER_BIT = 5;//數據中心佔用的位數

	/**
	 * 每一部分的最大值
	 */
	private final static long MAX_DATACENTER_NUM = -1L ^ (-1L << DATACENTER_BIT);
	private final static long MAX_MACHINE_NUM = -1L ^ (-1L << MACHINE_BIT);
	private final static long MAX_SEQUENCE = -1L ^ (-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;  //數據中心
	private long machineId;    //機器標識
	private long sequence = 0L; //序列號
	private long lastStmp = -1L;//上一次時間戳

	public SnowFlake(long datacenterId, long machineId) {
		if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
			throw new IllegalArgumentException("datacenterId can't be greater than MAX_DATACENTER_NUM or less than 0");
		}
		if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
			throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");
		}
		this.datacenterId = datacenterId;
		this.machineId = machineId;
	}

	/**
	 * 產生下一個ID
	 *
	 * @return
	 */
	public synchronized long nextId() {
		long currStmp = getNewstmp();
		if (currStmp < lastStmp) {
			throw new RuntimeException("Clock moved backwards.  Refusing to generate id");
		}

		if (currStmp == lastStmp) {
			//相同毫秒內，序列號自增
			sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
			//同一毫秒的序列數已經達到最大
			if (sequence == 0L) {
				currStmp = getNextMill();
			}
		} else {
			//不同毫秒內，序列號置爲0
			sequence = 0L;
		}

		lastStmp = currStmp;

		return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //時間戳部分
				| datacenterId << DATACENTER_LEFT      //數據中心部分
				| machineId << MACHINE_LEFT            //機器標識部分
				| sequence;                            //序列號部分
	}

	private long getNextMill() {
		long mill = getNewstmp();
		while (mill <= lastStmp) {
			mill = getNewstmp();
		}
		return mill;
	}

	private long getNewstmp() {
		return System.currentTimeMillis();
	}

}

2 利用mysql主鍵自增長策略

1. 創建一個表 u（id，name）,id 自增長
2. 所有插入操作的主鍵id,都通過對u表插入操作來獲取。
   1. REPLACE INTO u (name) VALUES (‘nameName’);//name對應數據刪除，新增一個（name，id+1）的數據
   2. SELECT LAST_INSERT_ID();//獲取當前客戶端插入的主鍵id，也就是剛剛的id+1
3. 通過一個統一的表（所有系統共享），給所有的業務表分配主鍵id，當如果業務壓力很大，每秒都要大量的插入，可以設置N個類似u的表，主鍵跨步也要設置爲N,這樣是防止不同的u表生產的id衝突

3 利用hash

1. 不同業務的表主鍵使用自增長，主鍵的跨步爲N(N爲數據庫集羣數量)