9種分佈式ID生成之滴滴（Tinyid）實戰

整理了一些Java方面的架構、面試資料（微服務、集羣、分佈式、中間件等），有需要的小夥伴可以關注公衆號【程序員內點事】，無套路自行領取

引言

接着《一口氣說出 9種分佈式ID生成方式，面試官有點懵了》來繼續詳細的介紹分佈式ID生成器，大家比較感興趣的美團（Leaf）、滴滴（Tinyid）、百度（uid-generator）三個開源項目，美團（Leaf）已經講完，詳見《9種分佈式ID生成之美團（Leaf）實戰》，今天結合實戰搞一下滴滴開源的（Tinyid）。

`Tinyid`介紹

Tinyid是滴滴開發的一款分佈式ID系統，Tinyid是在美團（Leaf）的leaf-segment算法基礎上升級而來，不僅支持了數據庫多主節點模式，還提供了tinyid-client客戶端的接入方式，使用起來更加方便。但和美團（Leaf）不同的是，Tinyid只支持號段一種模式不支持雪花模式。

Tinyid的特性

全局唯一的long型ID
趨勢遞增的id
提供 http 和 java-client 方式接入
支持批量獲取ID
支持生成1,3,5,7,9…序列的ID
支持多個db的配置

適用場景：只關心ID是數字，趨勢遞增的系統，可以容忍ID不連續，可以容忍ID的浪費

不適用場景：像類似於訂單ID的業務，因生成的ID大部分是連續的，容易被掃庫、或者推算出訂單量等信息

`Tinyid`原理

Tinyid是基於號段模式實現，再簡單囉嗦一下號段模式的原理：就是從數據庫批量的獲取自增ID，每次從數據庫取出一個號段範圍，例如 (1,1000] 代表1000個ID，業務服務將號段在本地生成1~1000的自增ID並加載到內存.。

Tinyid會將可用號段加載到內存中，並在內存中生成ID，可用號段在首次獲取ID時加載，如當前號段使用達到一定比例時，系統會異步的去加載下一個可用號段，以此保證內存中始終有可用號段，以便在發號服務宕機後一段時間內還有可用ID。

原理圖大致如下圖：

`Tinyid`實現

Tinyid的GitHub地址： https://github.com/didi/tinyid.git

Tinyid提供了兩種調用方式，一種基於Tinyid-server提供的http方式，另一種Tinyid-client客戶端方式。
不管使用哪種方式調用，搭建Tinyid都必須提前建表tiny_id_info、tiny_id_token。

CREATE TABLE `tiny_id_info` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  `biz_type` varchar(63) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '業務類型，唯一',
  `begin_id` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '開始id，僅記錄初始值，無其他含義。初始化時begin_id和max_id應相同',
  `max_id` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '當前最大id',
  `step` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '步長',
  `delta` int(11) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '每次id增量',
  `remainder` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '餘數',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '創建時間',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '更新時間',
  `version` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '版本號',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uniq_biz_type` (`biz_type`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT 'id信息表';

CREATE TABLE `tiny_id_token` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增id',
  `token` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'token',
  `biz_type` varchar(63) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '此token可訪問的業務類型標識',
  `remark` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '備註',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '創建時間',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '更新時間',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT 'token信息表';

INSERT INTO `tiny_id_info` (`id`, `biz_type`, `begin_id`, `max_id`, `step`, `delta`, `remainder`, `create_time`, `update_time`, `version`)
VALUES
	(1, 'test', 1, 1, 100000, 1, 0, '2018-07-21 23:52:58', '2018-07-22 23:19:27', 1);

INSERT INTO `tiny_id_info` (`id`, `biz_type`, `begin_id`, `max_id`, `step`, `delta`, `remainder`, `create_time`, `update_time`, `version`)
VALUES
	(2, 'test_odd', 1, 1, 100000, 2, 1, '2018-07-21 23:52:58', '2018-07-23 00:39:24', 3);


INSERT INTO `tiny_id_token` (`id`, `token`, `biz_type`, `remark`, `create_time`, `update_time`)
VALUES
	(1, '0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c', 'test', '1', '2017-12-14 16:36:46', '2017-12-14 16:36:48');

INSERT INTO `tiny_id_token` (`id`, `token`, `biz_type`, `remark`, `create_time`, `update_time`)
VALUES
	(2, '0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c', 'test_odd', '1', '2017-12-14 16:36:46', '2017-12-14 16:36:48');

tiny_id_info表是具體業務方號段信息數據表

max_id ：號段的最大值

step：步長，即爲號段的長度

biz_type：業務類型

號段獲取對max_id字段做一次update操作，update max_id= max_id + step，更新成功則說明新號段獲取成功，新的號段範圍是(max_id ,max_id +step]。

tiny_id_token是一個權限表，表示當前token可以操作哪些業務的號段信息。

修改tinyid-server中 \offline\application.properties 文件配置數據庫，由於tinyid支持數據庫多master模式，可以配置多個數據庫信息。啓動 TinyIdServerApplication 測試一下。

datasource.tinyid.primary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
datasource.tinyid.primary.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xin-master?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
datasource.tinyid.primary.username=junkang
datasource.tinyid.primary.password=junkang
datasource.tinyid.primary.testOnBorrow=false
datasource.tinyid.primary.maxActive=10

datasource.tinyid.secondary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
datasource.tinyid.secondary.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db2?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
datasource.tinyid.secondary.username=root
datasource.tinyid.secondary.password=123456
datasource.tinyid.secondary.testOnBorrow=false
datasource.tinyid.secondary.maxActive=10

1、Http方式

tinyid內部一共提供了四個http接口來獲取ID和號段。

package com.xiaoju.uemc.tinyid.server.controller;

/**
 * @author du_imba
 */
@RestController
@RequestMapping("/id/")
public class IdContronller {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(IdContronller.class);
    @Autowired
    private IdGeneratorFactoryServer idGeneratorFactoryServer;
    @Autowired
    private SegmentIdService segmentIdService;
    @Autowired
    private TinyIdTokenService tinyIdTokenService;
    @Value("${batch.size.max}")
    private Integer batchSizeMax;

    @RequestMapping("nextId")
    public Response<List<Long>> nextId(String bizType, Integer batchSize, String token) {
        Response<List<Long>> response = new Response<>();
        try {
            IdGenerator idGenerator = idGeneratorFactoryServer.getIdGenerator(bizType);
            List<Long> ids = idGenerator.nextId(newBatchSize);
            response.setData(ids);
        } catch (Exception e) {
            response.setCode(ErrorCode.SYS_ERR.getCode());
            response.setMessage(e.getMessage());
            logger.error("nextId error", e);
        }
        return response;
    }

    

    @RequestMapping("nextIdSimple")
    public String nextIdSimple(String bizType, Integer batchSize, String token) {
        String response = "";
        try {
            IdGenerator idGenerator = idGeneratorFactoryServer.getIdGenerator(bizType);
            if (newBatchSize == 1) {
                Long id = idGenerator.nextId();
                response = id + "";
            } else {
                List<Long> idList = idGenerator.nextId(newBatchSize);
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                for (Long id : idList) {
                    sb.append(id).append(",");
                }
                response = sb.deleteCharAt(sb.length() - 1).toString();
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error("nextIdSimple error", e);
        }
        return response;
    }

    @RequestMapping("nextSegmentId")
    public Response<SegmentId> nextSegmentId(String bizType, String token) {
        try {
            SegmentId segmentId = segmentIdService.getNextSegmentId(bizType);
            response.setData(segmentId);
        } catch (Exception e) {
            response.setCode(ErrorCode.SYS_ERR.getCode());
            response.setMessage(e.getMessage());
            logger.error("nextSegmentId error", e);
        }
        return response;
    }

    @RequestMapping("nextSegmentIdSimple")
    public String nextSegmentIdSimple(String bizType, String token) {
        String response = "";
        try {
            SegmentId segmentId = segmentIdService.getNextSegmentId(bizType);
            response = segmentId.getCurrentId() + "," + segmentId.getLoadingId() + "," + segmentId.getMaxId()
                    + "," + segmentId.getDelta() + "," + segmentId.getRemainder();
        } catch (Exception e) {
            logger.error("nextSegmentIdSimple error", e);
        }
        return response;
    }

}

nextId、nextIdSimple都是獲取下一個ID，nextSegmentIdSimple、getNextSegmentId是獲取下一個可用號段。區別在於接口是否有返回狀態。

nextId:
'http://localhost:9999/tinyid/id/nextId?bizType=test&token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c'
response ：
{
	"data": [2],
	"code": 200,
	"message": ""
}

nextId Simple:
'http://localhost:9999/tinyid/id/nextIdSimple?bizType=test&token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c'
response: 3

2、`Tinyid-client`客戶端

如果不想通過http方式，Tinyid-client客戶端也是一種不錯的選擇。

引用 tinyid-server包

<dependency>
    <groupId>com.xiaoju.uemc.tinyid</groupId>
    <artifactId>tinyid-client</artifactId>
    <version>${tinyid.version}</version>
</dependency>

啓動 tinyid-server項目打包後得到 tinyid-server-0.1.0-SNAPSHOT.jar ，設置版本 ${tinyid.version}爲0.1.0-SNAPSHOT。

在我們的項目 application.properties 中配置 tinyid-server服務的請求地址和用戶身份token

tinyid.server=127.0.0.1:9999
tinyid.token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c```

在Java代碼調用TinyId也很簡單，只需要一行代碼。

  // 根據業務類型 獲取單個ID
  Long id = TinyId.nextId("test");
  
  // 根據業務類型 批量獲取10個ID
  List<Long> ids = TinyId.nextId("test", 10);

Tinyid整個項目的源碼實現也是比較簡單，像與數據庫交互更直接用jdbcTemplate實現

@Override
    public TinyIdInfo queryByBizType(String bizType) {
        String sql = "select id, biz_type, begin_id, max_id," +
                " step, delta, remainder, create_time, update_time, version" +
                " from tiny_id_info where biz_type = ?";
        List<TinyIdInfo> list = jdbcTemplate.query(sql, new Object[]{bizType}, new TinyIdInfoRowMapper());
        if(list == null || list.isEmpty()) {
            return null;
        }
        return list.get(0);
    }

總結

兩種方式推薦使用Tinyid-client，這種方式ID爲本地生成，號段長度(step)越長，支持的qps就越大，如果將號段設置足夠大，則qps可達1000w+。而且tinyid-client 對 tinyid-server 訪問變的低頻，減輕了server端的壓力。

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引言

`Tinyid`介紹

Tinyid的特性

`Tinyid`原理

`Tinyid`實現

1、Http方式

2、`Tinyid-client`客戶端

總結

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引言

Tinyid介紹

Tinyid的特性

Tinyid原理

Tinyid實現

1、Http方式

2、Tinyid-client客戶端

總結

9種分佈式ID生成之滴滴（Tinyid）實戰

`Tinyid`介紹

`Tinyid`原理

`Tinyid`實現

2、`Tinyid-client`客戶端