[發(fā)明專利]基于Redis的分布式ID生成方法、裝置及介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111287700.X
• 申請(qǐng)日: 2021-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114153893A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚永強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浪潮軟件股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F16/2458
• 分類號(hào): G06F16/2458;G06F16/23
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 潘悅梅

本發(fā)明公開(kāi)了基于Redis的分布式ID生成方法、裝置及介質(zhì)，屬于分布式ID生成技術(shù)領(lǐng)域，要解決的技術(shù)問(wèn)題為如何在不依賴數(shù)據(jù)庫(kù)的情形下快速穩(wěn)定的生成分布式ID，并實(shí)現(xiàn)workID的自動(dòng)靈活配置。包括：應(yīng)用節(jié)點(diǎn)定時(shí)啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行workID分配步驟為所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)分配workID；如果所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)已被分配workID，判斷Redis中存儲(chǔ)的value值是否與所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的value值一致，如果一致，根據(jù)需要選擇性地更新所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的過(guò)期時(shí)間，如果不一致，執(zhí)行workID分配步驟重新為所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)分配workID；對(duì)于超過(guò)過(guò)期時(shí)間的應(yīng)用節(jié)點(diǎn)，將所述應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的workID釋放并回收，重新生成空閑列表并存儲(chǔ)至Redis。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分布式ID生成技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是基于Redis的分布式ID 生成方法、裝置及介質(zhì)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的分布式ID生成方案包括數(shù)據(jù)庫(kù)自增長(zhǎng)序列、UUID以及 UID-Generator等。

數(shù)據(jù)庫(kù)自增長(zhǎng)序列是最常見(jiàn)的方式之一，利用數(shù)據(jù)庫(kù)生成，全數(shù)據(jù)庫(kù)唯一。其具有如下缺點(diǎn)：

(1)不同數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)法和實(shí)現(xiàn)不同，數(shù)據(jù)庫(kù)遷移的時(shí)候或多數(shù)據(jù)庫(kù)版本支持的時(shí)候需要進(jìn)行處理；

(2)在單個(gè)數(shù)控或讀寫分離或一主多從的情況下，只有一個(gè)主庫(kù)可以生成，有單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)；

(3)在性能達(dá)不到要求的情況下，比較難以擴(kuò)展；

(4)如果遇見(jiàn)多個(gè)系統(tǒng)需要合并或涉及到數(shù)據(jù)遷移會(huì)相當(dāng)痛苦；

(5)分表分庫(kù)的時(shí)候會(huì)有麻煩。

UUID是常見(jiàn)方式，可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)生成，可以利用程序生成，一般來(lái)說(shuō)全球唯一。其具有如下缺點(diǎn)：

(1)沒(méi)有排序，無(wú)法保證趨勢(shì)遞增；

(2)UUID往往是使用字符串存儲(chǔ)，查詢的效率比較低；

(3)存儲(chǔ)空間比較大，如果是海量數(shù)據(jù)庫(kù)，就需要考慮存儲(chǔ)量的問(wèn)題；

(4)傳輸數(shù)據(jù)量大。

UidGenerator項(xiàng)目基于snowflake原理實(shí)現(xiàn)，只是修改了機(jī)器ID部分的定義(實(shí)例重啟的次數(shù))，并且64位bit的分配支持配置，官方提供的默認(rèn)分配方式如圖1所示。Snowflake算法描述：指定機(jī)器同一時(shí)刻某一并發(fā)序列，是唯一的。據(jù)此可生成一個(gè)64bits的唯一ID(long)。

sign(1bit)，固定1bit符號(hào)標(biāo)識(shí)，即生成的UID為正數(shù)；

delta seconds(28bits)，當(dāng)前時(shí)間，相對(duì)于時(shí)間基點(diǎn)2016-05-20的增量值，單位：秒，最多可支持約8.7年；

worker id(22bits)，機(jī)器id，最多可支持約420w次機(jī)器啟動(dòng)。內(nèi)置實(shí)現(xiàn)為在啟動(dòng)時(shí)由數(shù)據(jù)庫(kù)分配，默認(rèn)分配策略為用后即棄，后續(xù)可提供復(fù)用策略；

sequence(13bits)，每秒下的并發(fā)序列，13bits可支持每秒8192個(gè)并發(fā)。

該UidGenerator只能用8.7年，機(jī)器ID總共有420萬(wàn)個(gè)，應(yīng)用重啟一次減少一個(gè)。

在復(fù)雜分布式系統(tǒng)中，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)和消息進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)自增主鍵，或者單體的自增主鍵，已經(jīng)不能滿足需求。

傳統(tǒng)的基于雪花算法實(shí)現(xiàn)的分布式ID生成器，由于應(yīng)用較少可以手動(dòng)配置workId。目前大多數(shù)公司的系統(tǒng)使用的都是微服務(wù)架構(gòu)，微服務(wù)架構(gòu)將應(yīng)用程序構(gòu)造為一組松散耦合的服務(wù)，服務(wù)是細(xì)粒度的，應(yīng)用數(shù)量比較多，并且使用容器化部署，軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)擴(kuò)容和縮容，應(yīng)用沒(méi)有固定的IP，不能像傳統(tǒng)應(yīng)用那樣進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置雪花算法中的workId。