mysql 流水号生成

基础概念

MySQL流水号生成通常是指在数据库中生成唯一的、连续的标识符，用于标识记录或事务。流水号在很多业务场景中都非常有用，例如订单号、交易号、日志号等。

类型

自增ID：MySQL提供了自增字段（AUTO_INCREMENT），可以自动为每条新记录生成一个唯一的ID。
UUID：通用唯一识别码（UUID），是一种软件建构的标准，亦为开放软件基金会组织在分布式计算环境领域的一部分。
Snowflake算法：Twitter开源的一种分布式ID生成算法，生成的ID是一个64位的整数，具有全局唯一性和有序性。

应用场景

订单系统：为每个订单生成唯一的订单号。
支付系统：为每笔交易生成唯一的交易号。
日志系统：为每条日志记录生成唯一的日志号。

常见问题及解决方法

问题1：自增ID达到上限

原因：MySQL的自增ID是有限制的，默认情况下，InnoDB引擎的自增ID上限是2^63 - 1。

解决方法：

修改自增ID的上限：

ALTER TABLE your_table_name AUTO_INCREMENT = 9223372036854775807;

使用其他生成方式，如UUID或Snowflake算法。

问题2：并发插入时自增ID不连续

原因：在高并发环境下，多个事务同时插入数据，可能会导致自增ID不连续。

解决方法：

使用数据库的锁机制，确保每次插入时只有一个事务可以修改自增ID。
使用其他生成方式，如UUID或Snowflake算法。

问题3：分布式环境下的流水号生成

原因：在分布式系统中，单点数据库生成流水号可能无法保证全局唯一性。

解决方法：

使用分布式ID生成算法，如Snowflake算法。
使用数据库中间件或服务，如腾讯云的CMQ（消息队列）结合自增ID生成流水号。

示例代码

自增ID示例

CREATE TABLE orders (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    order_number VARCHAR(255),
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

INSERT INTO orders (order_number) VALUES ('ORD12345');

UUID示例

CREATE TABLE logs (
    id CHAR(36) PRIMARY KEY,
    log_message TEXT,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

INSERT INTO logs (id, log_message) VALUES (UUID(), 'This is a log message');

Snowflake算法示例（Java）

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

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());
    }
}