一、概述

之前的项目比较小，标识ID都是基于数据库主键自增，直到因为某表数据量大，采用分表时出现ID冲突问题，后来使用UUID方式解决。然后就有意识的去了解分布式相关的知识。数据分库分表后需要有唯一ID来标识一条数据，采用传统的数据库的自增ID显然不能满足需求，会有ID冲突，所以记录下分布式ID常见的解决方案

二、解决方案

（参考：https://www.cnblogs.com/captainad/p/10954331.html）

在列举分布式ID解决方案前，先了解下我们对分布式ID的要求

• 全局唯一性：即唯一标识
• 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，所以尽量使用有序的主键保证写入性能。
• 单调递增：即在某种规则上保证后面的ID大于前面的ID
• 信息安全：如果ID是连续的，爬虫就有序可循，对我们的数据造成安全影响，尽量保证ID无规则、不规则。
• 分布ID最好包含时间戳，有利于我们通过ID解析数据生成时间

1、UUID方式实现分布式ID

UUID是最先想到的方式，UUID无规则不可读而且过长

（1）优点

• 简单方便。

• 通过本地生成，没有性能问题。

• 因为具备全球唯一的特性，所以对于数据库迁移这种情况不存在问题。

（2）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。

• UUID长度过长，不适用于存储，耗费数据库性能。

• ID无一定业务含义，可读性差。

（3）适用场景

• 可以用来生成如token令牌一类的场景，足够没辨识度，而且无序可读，长度足够。

• 可以用于无纯数字要求、无序自增、无可读性要求的场景。

2、基于数据库多实例主键自增，设置步长

在传统的数据库自增ID的基础之上，设置step增长步长，让DB之前生成的ID趋势递增且不重复。

从上图可以看出，水平扩展的数据库集群，有利于解决数据库单点压力的问题，同时为了ID生成特性，将自增步长按照机器数量来设置，但是，这里有个缺点就是不能再扩容了，如果再扩容，ID就没法儿生成了，步长都用光了，那如果你要解决新增机器带来的问题，你或许可以将第三台机器的ID起始生成位置设定离现在的ID比较远的位置，同时把新的步长设置进去，同时修改旧机器上ID生成的步长，但必须在ID还没有增长到新增机器设置的开始自增ID值，否则就要出现重复了。

（1）优点

• 解决了ID生成的单点问题，同时平衡了负载。

（2）缺点

• 一定确定好步长，将对后续的扩容带来困难，而且单个数据库本身的压力还是大，无法满足高并发。

（3）适用场景

• 数据量不大，数据库不需要扩容的场景。

这种方案，除了难以适应大规模分布式和高并发的场景，普通的业务规模还是能够胜任的，所以这种方案还是值得积累。

 

3、类雪花算法

snowflake雪花算法是twitter公司内部分布式项目采用的ID生成算法，现在开源并流行了起来，下面是Snowflake算法的ID构成图。

这种方案巧妙地把64位分别划分成多段，分开表示时间戳差值、机器标识和随机序列，先以此生成一个64位地二进制正整数，然后再转换成十进制进行存储。其中，1位标识符，不使用且标记为0；41位时间戳，用来存储时间戳的差值；10位机器码，可以标识1024个机器节点，如果机器分机房部署（IDC），这10位还可以拆分，比如5位表示机房ID，5位表示机器ID，这样就有32*32种组合，一般来说是足够了；最后的12位随即序列，用来记录毫秒内的计数，一个节点就能够生成4096个ID序号。所以综上所述，综合计算下来，理论上Snowflake算法方案的QPS大约为409.6w/s，性能足够强悍了，而且这种方式，能够确保集群中每个节点生成的ID都是不同的，且区间内递增。

（1）优点

• 每秒能够生成百万个不同的ID，性能佳。

• 时间戳值在高位，中间是固定的机器码，自增的序列在地位，整个ID是趋势递增的。

• 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。

（2）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。

适用场景，不过目前有好多开源的方式解决了强依赖机器时钟

• 雪花算法有很明显的缺点就是时钟依赖，如果确保机器不存在时钟回拨情况的话，那使用这种方式生成分布式ID是可行的，当然小规模系统完全是能够使用的。