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uuid

UUID是指在一台机器上生成的数字,它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。

UUID由以下几部分的组合:

  • UUID的第一个部分与时间有关,如果你在生成一个UUID之后,过几秒又生成一个UUID,则第一个部分不同,其余相同。
  • 时钟序列。
  • 全局唯一的IEEE机器识别号,如果有网卡,从网卡MAC地址获得,没有网卡以其他方式获得。

优点:代码简单, 性能好(本地生成,没有网络消耗),保证唯一(相对而言,重复概率极低可以忽略)

缺点:

  • 每次生成的ID都是无序的,而且不是全数字,且无法保证趋势递增。
  • UUID生成的是字符串,字符串存储性能差,查询效率慢,写的时候由于不能产生顺序地append操作,需要进行insert操作,导致频繁的页分裂,这样操作在记录占用空间比较大的情况下,性能下降比较大,还会增加读取磁盘次数
  • UUID长度过长,不适用于存储,消耗数据库性能
  • id无一定业务含义,可读性差。
  • 有信息安全问题,有可能泄露mac地址

数据库自增序列

单机模式

优点:

  • 实现简单,依靠数据库即可,成本小。
  • ID数字化,单调自增,满足数据库存储和查询性能。
  • 具有一定的业务可读性。(结合业务code)

缺点:

  • 强依赖DB,存在单点问题,如果数据库宕机,则业务不可用。
  • DB生成ID性能有限,单点数据库压力大,无法扛高并发场景。
  • 信息安全问题,比如暴露订单量,url查询改一下id查到别的订单。
数据库高可用模式(多主模式做负载,基于序列的起始值和步长设置,不同的初始值,相同的步长,步长大于节点数)

优点:

  • 解决了ID生成的单点问题,同时平衡了负载。

缺点:

  • 系统扩容困难: 系统定义好步长之后,加机器之后调整步长困难。
  • 数据库压力大: 每次获取一个ID都必须读写一次数据库。
  • 主从同步的时候: 电商下单->支付insert master db select数据,因为数据同步延迟导致查不到这个数据。加cache(不是最好的解决方式)数据要求比较严谨的话查master主库。

Leaf-segment (叶端)

采用每次获取一个ID区间段的方式来解决,区间段用完了之后再去数据库获取新的号段,这个一来可以大大减轻数据库的压力
核心字段: biz_tag, max_id, setp
biz_tag用来区分业务,max_id表示biz_tag目前所被分配的ID号段的最大值,setp表示每次分配的号段长度,原来每次获取ID都要访问数据库,现在只需要把Step设置的足够合理如1000,那么现在可以在1000个ID用完之后再去访问数据

优点:

  • 扩张灵活,性能强能够撑起大部分业务场景。
  • ID号码是趋势增的,满足数据存储和查询性能要求。
  • 可用性高,及使ID生成服务器不可用,也能够使得业务在短时间内可用,为排查问题争取时间。

缺点:

  • 可能存在多个节点同时请求ID区间的情况,依赖DB

双buffer: 将获取一个号段的方式优化成获取两个号段,在一个号段用完之后不用立马去更新号段,还有一个缓存号段备用,这样能够有效解决这种冲突问题,而且采用双buffer的方式,在当前号段消耗量10%的时候就去检查下一个号段有没有准备好,如果没有准备好就去更新下一个号段,当前号用完了就切换到下一个已经缓存好的号段去使用,同时在下一个号段消耗到10%的时候,又去检测下一个号段有没有准备好,如此往复。

优点:

  • 基于JVM存储双buffer的号段,减少了数据库查询,减少网络依赖,效率更高。

缺点:

  • segment号段长度是固定的,业务量大时可能会频繁更新号段,因为原本分配的号段会一下用完如果号段长度设置的过长,但凡缓存中有号段没有消耗完,其他节点重新获取的号段与之前相比可能跨度会很大。动态调整step

基于redis,mongodb,zk等中间件生成

雪花算法

生成一个64bit的整数数字
第一位符号位固定为0,41位时间戳,10位workId,12位序列号
位数可以有不同实现

优点:

  • 每个毫秒值包含的ID值很多,不够可以变动位数来增加,性能佳(依赖workId的实现)。
  • 时间戳值在高位,中间是固定的机器码,自增的序列在低位,整个ID是趋势增的。
  • 能够根据业务场景数据库节点布置灵活挑战bit位划分,灵活度高。

缺点:

  • 强依赖于机器时钟,如果时钟回拨,会导致重复的ID生成,所以一般基于此的算法发现时钟回拨,都会抛异常处理,阻止ID生成,这可能导致服务不可用。
posted on 2021-11-04 11:08  公众号/架构师与哈苏  阅读(147)  评论(0编辑  收藏  举报