mysql 发号器

基础概念

MySQL发号器是一种用于生成唯一标识符的工具或机制，通常用于分布式系统中生成全局唯一的ID。它的主要目的是解决在高并发环境下，如何生成不重复、有序的ID的问题。

类型

基于数据库的自增字段：利用MySQL的自增字段特性，但这种方式在分布式环境下存在局限性。
UUID：生成全局唯一的128位标识符，但UUID无序且占用空间较大。
Snowflake算法：Twitter开源的一种分布式ID生成算法，生成的ID有序且全局唯一。
Redis生成ID：利用Redis的原子操作INCR和INCRBY来生成ID。

应用场景

分布式系统：在分布式数据库或微服务架构中，需要生成全局唯一的ID来标识数据。
订单系统：生成唯一的订单号，确保订单的唯一性和可追溯性。
日志系统：为每条日志生成唯一的ID，便于日志的查询和分析。

常见问题及解决方案

问题1：基于数据库的自增字段在分布式环境下存在重复ID的风险

原因：当多个数据库实例同时插入数据时，可能会生成相同的自增ID。

解决方案：

使用分布式锁来保证同一时间只有一个实例可以生成ID。
使用Snowflake算法或其他分布式ID生成方案。

问题2：UUID无序且占用空间较大

原因：UUID是由随机数生成的，因此无序，且每个UUID占用128位（16字节）的空间。

解决方案：

使用Snowflake算法生成有序且占用空间较小的ID。
如果对ID的有序性要求不高，可以接受UUID的无序性，但需要优化存储结构。

问题3：Redis生成ID在高并发下性能瓶颈

原因：在高并发场景下，Redis的性能可能会成为瓶颈。

解决方案：

使用Redis集群来提升性能和可用性。
考虑使用其他分布式ID生成方案，如Snowflake算法。

示例代码（基于Snowflake算法）

public class SnowflakeIdGenerator {
    private final long workerId;
    private final long datacenterId;
    private long sequence = 0L;

    private final long workerIdBits = 5L;
    private final long datacenterIdBits = 5L;
    private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
    private final long sequenceBits = 12L;

    private final long workerIdShift = sequenceBits;
    private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);

    private long lastTimestamp = -1L;

    public SnowflakeIdGenerator(long workerId, long datacenterId) {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
    }

    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();

        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
        }

        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }

        lastTimestamp = timestamp;

        return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) |
                (datacenterId << datacenterIdShift) |
                (workerId << workerIdShift) |
                sequence;
    }

    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

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

    private static final long twepoch = 1288834974657L;

    public static void main(String[] args) {
        SnowflakeIdGenerator idGenerator = new SnowflakeIdGenerator(1, 1);
        System.out.println(idGenerator.nextId());
    }
}