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（1）数据库自增ID存在的问题 ​

当用户抢购时，就会生成订单并保存到tb_voucher_order这张表中，而订单表如果使用数据库自增ID就存在一些问题：

  • id的规律性太明显 场景分析一：如果我们的id具有太明显的规则，用户或者说商业对手很容易猜测出来我们的一些敏感业务信息，比如商城在一天时间内，卖出了多少单，这明显不合适。
  • 受单表数据量的限制 场景分析二：随着我们商城规模越来越大，mysql的单表的容量不宜超过500W，数据量过大之后，我们要进行分库分表，但拆分表了之后，他们从逻辑上讲他们是同一张表，所以他们的id是不能一样的， 于是乎我们需要保证id的唯一性。

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：

（2）基于Redis自增器实现分布式全局ID ​

分布式ID的实现方式：

  1. UUID（生成16进制字符串，字符串id不利于数据库作为索引查询）
  2. Redis自增（自定义的方式实现：时间戳+序列号+数据库自增）
  3. 数据库自增（单独维护一个全局id表，作为多张表的全局id）
  4. snowflake算法（雪花算法）

这里我们基于Redis的自增器实现生成分布式ID，为了增加ID的安全性，我们可以不直接使用Redis自增的数值，而是在Redis自增器基础上拼接一些其它信息：

我们本次使用数值型id，也就是Java中的long类型，共64位

ID组成：

  • 符号位：1bit，永远位0
  • 时间戳（id生成时间 - 初始时间的秒数）：31bit,以秒为单位，大概可以支持使用69年（2^31/3600/24/365≈69）
  • 序列号（Redis自增后的value）：32bit，秒内的计数器，支持每秒产生2^32个不同ID

为了增加ID的安全性，我们可以不直接使用Redis自增的数值，而是拼接一些其它信息，比如时间戳、UUID、业务关键词。

Redis负责生成序列号count，保证同一个Redis key下，自增数字不重复，同一时间戳下来了多个请求，通过Redis自增序号保证不同。

Java负责生成时间戳，让ID带有时间信息，把时间戳和Redis的count拼成一个long类型ID，每天Redis序号都从1开始，但最终id不能相同，所以需要时间戳。

例如，计算下单时间戳，利用下单时间 - 初始时间的时间差秒数作为时间戳。首先我们需要生成一个初始时间：

JAVA
/**
 * 执行示例测试。
 *
 * 作用：
 * 1.将时间戳转化为秒数；
 *
 * @param args args参数
 * @return无返回值
 */
public static void main(String[] args) {
    LocalDateTime time = LocalDateTime.of(2022, 1, 1, 0, 0, 0);
    //将时间戳转化为秒数
    long second = time.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
    System.out.println(second);
}
  • RedisIdWorker
JAVA
private static final long BEGIN_TIMESTAMP=1640995200L;  //固定起始时间戳，大概对应2022-01-01 00:00:00

private static final long COUNT_BITS=32;

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

/**
 * 执行RedisIdWorker相关业务逻辑。
 *
 * @param stringRedisTemplate stringRedisTemplate参数
 * @return处理结果
 */
public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
    this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}


	  /**
     * 注意：单个key我们需要保证key不相同，即使是同一个业务内的key也不能相同。
     * Redis中对同一个key做自增，value最多到2^64，而我们的全局唯一ID策略里，真正记录序列号的位数最多只有32bit
     * 因此我们在业务key前缀后面拼接一个当天日期，这样设计保证每天都自增的是一个新key的id，而一天的下单量不可能超过2^32个
     */
public long nextId(String keyPrefix){  //long类型为64位
    //1.生成时间戳
    LocalDateTime now=LocalDateTime.now();
    long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC); //将现在时间转为秒级时间戳
    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
    //左移32位，拼接count，低32位全是0，对count进行或运算,得到的结果与count相同
    return timestamp<< COUNT_BITS |count;
}
  • 测试生成分布式ID效果
java
@Resource
private RedisIdWorker redisIdWorke;

private ExecutorService es= Executors.newFixedThreadPool(500);

/**
 * 执行testIdWorker相关业务逻辑。
 *
 * @return无返回值
 */
@Test
void testIdWorker() throws InterruptedException {
    CountDownLatch latch=new CountDownLatch(300);

    Runnable task=()->{
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            long id=redisIdWorke.nextId("order");
            System.out.println("id="+id);
        }
        latch.countDown();
    };
    long begin=System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 300; i++) {
        es.submit(task);
    }
    latch.await();
    long end=System.currentTimeMillis();
    System.out.println("time="+(end-begin));

}