第十四章 Redis之全局唯一ID（分布式集群）
目录
一、概念
全局唯一ID是指在分布式系统中，每个实体都有一个唯一的标识符，确保在不同的节点或服务之间能够唯一标识一个实体。这种唯一性对于数据的一致性和系统的可靠性至关重要。例如，在电商系统中，每个订单、用户和商品都需要一个全局唯一的ID来区分和管理。
全局ID生成器，是一种在分布式系统下用来生成全局唯一ID的工具，一般要满足下列特性：
二、全局唯一ID的生成方法
1. UUID：UUID是一种128位长的数字，它保证了在全球范围内的唯一性。UUID通过算法生成，理论上重复的概率极低。在Java中，可以通过
java.util.UUID类来生成UUID。2. Redis自增：Redis作为一个高性能的键值存储系统，可以通过
INCR命令来生成唯一的ID。这种方法适用于需要高并发生成ID的场景。3. 雪花算法（Snowflake）：雪花算法由Twitter开发，能够在分布式系统中生成唯一的ID。它结合了时间戳、工作机器ID和序列号来保证ID的唯一性和有序性。
4. 数据库自增：一些数据库系统提供了自增字段功能，例如MySQL的
AUTO_INCREMENT，这种方法简单易用，但在分布式系统中需要额外的同步机制来保证ID的唯一性。
应用场景和优缺点
UUID：优点是生成简单，无需中心化管理；缺点是长度较长，且生成性能较低，不适合大量生成ID的场景，且生成的ID中包含字符，不适合作为订单ID等场景。
Redis自增：优点是高性能，适合高并发场景；缺点是依赖于Redis服务器的稳定性和网络延迟。
雪花算法：优点是高性能和高并发，能够生成有序的ID；缺点是需要维护好时间同步和机器ID的分配。
数据库自增：优点是简单易用；缺点是在分布式系统中需要额外的同步机制，且单点压力较大。
三、Redis生成全局ID
3.1. 生成策略
我们为了增加ID的安全性，可以不直接使用Redis自增的数值，而是拼接一些其它信息：
ID的组成部分：
符号位：1bit，永远为0
时间戳：31bit，以秒为单位，可以使用69年
序列号：32bit，秒内的计数器，支持每秒产生2^32个不同ID
该生成策略是实际项目中运用比较普遍的方案，保证了足够的安全性，另外通过时间戳作为组合还有额外的好处：
1. 能够限制这个生成ID的上限，即一天下单的量的最大值为2^32，那么对于像淘宝这种双十一当天的秒杀场景，也能够完全满足。
2. 通过时间戳作为组合，我们想要查询某一天或者某个范围天数内的订单，也更为方便。
因此，我们通过对Redis自增的方式按上述方式进行优化后，再对Redis进行分布式集群部署来生成全局唯一ID，除了能满足要求的五大特性外，对于我们日常的诸如订单之类业务的查询需求，也能充分满足。
3.2. 代码
package com.hmdp.utils;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneOffset;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
@Component
public class RedisIdWorker {
/**
* 开始时间戳
*/
private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;
/**
* 序列号的位数
*/
private static final int COUNT_BITS = 32;
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
public long nextId(String keyPrefix) {
// 1.生成时间戳
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
long timestamp = nowSecond - BEGIN_TIMESTAMP;
// 2.生成序列号
// 2.1.获取当前日期，精确到天
String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));
// 2.2.自增长
long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:" + keyPrefix + ":" + date);
// 3.拼接并返回
return timestamp << COUNT_BITS | count;
}
}
转换成2进制的效果如下：
原文地址：https://blog.csdn.net/qushaming/article/details/142735140
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