分布式ID生成器

全局唯一性：不能出现重复的ID号，既然是唯一标识，这是最基本的要求。趋势递增：在MySQL InnoDB引擎中使用的是聚集索引，由于多数RDBMS使用B-tree的数据结构来存储索引数据，在主键的选择上面我们应该尽量使用有序的主键保证写入性能。单调递增：保证下一个ID一定大于上一个ID，例如事务版本号、IM增量消息、排序等特殊需求。信息安全：如果ID是连续的，恶意用户的扒取工作就非常容易做了，直接按照顺序下载指定URL即可；如果是订单号就更危险了，竞对可以直接知道我们一天的单量。所以在一些应用场景下，会需要ID无规则、不规则。

方法：

UUID：

优点：性能非常高：本地生成，没有网络消耗。

缺点：

不易于存储：UUID太长，16字节128位，通常以36长度的字符串表示，很多场景不适用。
信息不安全：基于MAC地址生成UUID的算法可能会造成MAC地址泄露，这个漏洞曾被用于寻找梅丽莎病毒的制作者位置。
ID作为主键时在特定的环境会存在一些问题，比如做DB主键的场景下，UUID就非常不适用：
1. MySQL官方有明确的建议主键要尽量越短越好[4]，36个字符长度的UUID不符合要求。
2. 对MySQL索引不利：如果作为数据库主键，在InnoDB引擎下，UUID的无序性可能会引起数据位置频繁变动，严重影响性能。

类snowflake方案

Twitter 的 snowflake 算法(1+41+10+12)

                                                               datacenter_id          sequence_id
    unused
                                                                      │                     │
       │                                                              │                     │
       │                                                              │                     │
       │  │                                                      │    │                     │
       │  │                                                      │    │                     │
       ▼  │◀──────────────────    41 bits   ────────────────────▶│    ▼                     ▼
    ┌─────┼──────────────────────────────────────────────────────┼────────┬────────┬────────────────┐
    │  0  │ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0  │ 00000  │ 00000  │ 0000 0000 0000 │
    └─────┴──────────────────────────────────────────────────────┴────────┴────────┴────────────────┘
                                      ▲                                        ▲
                                      │                                        │
                                      │                                        │
                                      │                                        │
                                      │                                        │
                                      │                                        │
                                      │                                        │

                            time in milliseconds                          worker_id

首先确定我们的数值是 64 位，int64 类型，被划分为四部分，不含开头的第一个 bit，因为这个 bit 是符号位。用 41 位来表示收到请求时的时间戳，单位为毫秒，然后五位来表示数据中心的 id，然后再五位来表示机器的实例 id，最后是 12 位的循环自增 id(到达 1111 1111 1111 后会归 0)。

这样的机制可以支持我们在同一台机器上，同一毫秒内产生 2 ^ 12 = 4096 条消息。一秒共 409.6w 条消息。从值域上来讲完全够用了。

数据中心 + 实例 id 共有 10 位，可以支持我们每数据中心部署 32 台机器，所有数据中心共 1024 台实例。

表示 timestamp 的 41 位，可以支持我们使用 69 年。当然，我们的时间毫秒计数不会真的从 1970 年开始记，那样我们的系统跑到 2039/9/7 23:47:35 就不能用了，所以这里的 timestamp 实际上只是相对于某个时间的增量，比如我们的系统上线是 2018-08-01，那么我们可以把这个 timestamp 当作是从 2018-08-01 00:00:00.000 的偏移量。

优点：

毫秒数在高位，自增序列在低位，整个ID都是趋势递增的。
不依赖数据库等第三方系统，以服务的方式部署，稳定性更高，生成ID的性能也是非常高的。
可以根据自身业务特性分配bit位，非常灵活。

缺点：强依赖机器时钟，如果机器上时钟回拨，会导致发号重复或者服务会处于不可用状态。

github.com/bwmarrin/snowflake 是一个相当轻量化的 snowflake 的 Go 实现。其文档指出：

+--------------------------------------------------------------------------+
| 1 Bit Unused | 41 Bit Timestamp |  10 Bit NodeID  |   12 Bit Sequence ID |
+--------------------------------------------------------------------------+

package main

import (
    "fmt"
    "os"

    "github.com/bwmarrin/snowflake"
)

func main() {
    n, err := snowflake.NewNode(1)
    if err != nil {
        println(err)
        os.Exit(1)
    }

    for i := 0; i < 3; i++ {
        id := n.Generate()
        fmt.Println("id", id)
        fmt.Println("node: ", id.Node(), "step: ", id.Step(), "time: ", id.Time(), "\n")
    }
}

别的实现：

sonyflake

数据库生成

优点：

非常简单，利用现有数据库系统的功能实现，成本小，有DBA专业维护。
ID号单调自增，可以实现一些对ID有特殊要求的业务。

缺点：

强依赖DB，当DB异常时整个系统不可用，属于致命问题。配置主从复制可以尽可能的增加可用性，但是数据一致性在特殊情况下难以保证。主从切换时的不一致可能会导致重复发号。
ID发号性能瓶颈限制在单台MySQL的读写性能。

Leaf(美团)

leaf-segment数据库方案
leaf-snowflake方案

learning_notes

学习笔记

分布式ID生成器

方法：