為了保證全局唯一性可以用時(shí)間作為區(qū)分點(diǎn)一部分，時(shí)間盡可能細(xì)化，可以精確到毫秒，甚至是微秒和納秒。如果是分布式系統(tǒng)有多態(tài)機(jī)器，可以根據(jù)機(jī)器ID再進(jìn)行以下區(qū)分。如哦機(jī)器運(yùn)行的特別快，1毫秒有大量ID生成，可以結(jié)合實(shí)際限制下實(shí)際生成的ID數(shù)目。
如果N臺(tái)機(jī)器去ID生成服務(wù)器的服務(wù)端得到全局ID，很容易保證全局唯一切自增的，但是存在單點(diǎn)失效的問(wèn)題，不滿(mǎn)足高可用。

雪花算法

生成的結(jié)果是一個(gè)int64的數(shù)據(jù)。核心思想是：使用41bit作為毫秒數(shù)，10bit作為機(jī)器的ID(5個(gè)bit是數(shù)據(jù)中心，5個(gè)bit的機(jī)器ID),12bit作為毫秒內(nèi)的流水號(hào)，意味著每個(gè)節(jié)點(diǎn)再每毫秒可以產(chǎn)生 4096 個(gè) ID, 最后還有一個(gè)符號(hào)位，永遠(yuǎn)是0.

優(yōu)點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)是毫秒書(shū)在高位，自增序列在低位，整個(gè)ID是趨勢(shì)遞增的。不依賴(lài)數(shù)據(jù)庫(kù)等第三方系統(tǒng)，一服務(wù)的方式部署，穩(wěn)定性更高，生成ID的性能也是非常高的。可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)特性分配bit位，非常靈活。

缺點(diǎn)： 強(qiáng)依賴(lài)機(jī)器時(shí)鐘，如果機(jī)器上時(shí)鐘回?fù)?#xff0c;會(huì)導(dǎo)致號(hào)重復(fù)或者服務(wù)會(huì)處于不可用狀態(tài)。

Redis生成ID

因?yàn)?Redis 是單線(xiàn)程的，也可以用來(lái)生成全局唯一ID?？梢杂肦edis的原子操作INCR和INCRBY來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用Redis集群來(lái)獲取更高的吞吐量。假如一個(gè)集群中有5臺(tái)Redis，可以初始化每臺(tái)Redis的值分別是1，2，3，4，5，步長(zhǎng)都是5，各Redis生成的ID如下：A: 1,6,11,16; B: 2,7,12,17; C: 3,8,13,18; D: 4,9,14,19; E: 5,10,15,29。負(fù)載到哪臺(tái)機(jī)器提前定好，未來(lái)很難做修改。3-5臺(tái)服務(wù)器基本能安祖需求，但步長(zhǎng)和初始值一定需要事先確定，使用Redis集群也可以解決單點(diǎn)故障問(wèn)題。

**優(yōu)點(diǎn)：**不依賴(lài)數(shù)據(jù)庫(kù)，靈活方便，且性能優(yōu)于數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)字ID天然排序，對(duì)分頁(yè)或需要排序的結(jié)果很有幫助。

**缺點(diǎn)：**如果系統(tǒng)中沒(méi)有Redis，需要引入新的組件，增加系統(tǒng)復(fù)雜度；需要編碼和配置的工作量比較大。

UUID

可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)也可以利用程序生成，一般全球唯一。UUID是由32個(gè)16進(jìn)制數(shù)字組成，所以每個(gè)UUID的長(zhǎng)度是128位（16^32 = 2 ^128)。UUID有多個(gè)實(shí)現(xiàn)版本，影響它的因素包括時(shí)間，網(wǎng)卡MAC地址，自定義Namespace等等。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，代碼方便；生成ID性能非常好，基本不會(huì)有性能問(wèn)題；全球唯一，在遇見(jiàn)數(shù)據(jù)遷移，系統(tǒng)數(shù)據(jù)合并，或者數(shù)據(jù)庫(kù)變更情況下，可以從容應(yīng)對(duì)。

缺點(diǎn)：沒(méi)有排序，無(wú)法保證確實(shí)遞增；UUID往往是使用字符串存儲(chǔ)，查詢(xún)的效率比較低；存儲(chǔ)空間比較大，如果是海量數(shù)據(jù)庫(kù)，就需要哦考慮存儲(chǔ)量的問(wèn)題；傳輸數(shù)據(jù)量大；不可讀。

美團(tuán)Leaf

Leaf-segment

直接用數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID充當(dāng)分布式ID，減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的頻繁操作。過(guò)程是從數(shù)據(jù)庫(kù)批量的獲取自增ID，每次從數(shù)據(jù)庫(kù)取出一個(gè)號(hào)段范圍，例如(1,10000]代表10000個(gè)ID，業(yè)務(wù)服務(wù)將號(hào)段生成1~10000的自增ID并加載在內(nèi)存，在當(dāng)前號(hào)段消費(fèi)到某個(gè)點(diǎn)時(shí)，就異步的把下一個(gè)號(hào)段加載到內(nèi)存中。而不需要等到號(hào)段用盡的時(shí)候才去更新號(hào)段。這樣做很大程度上的降低了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。Leaf-segment采用雙buffer的發(fā)過(guò)誓，他的服務(wù)內(nèi)部有兩個(gè)號(hào)段緩存qusegment.當(dāng)前號(hào)段已消耗10%時(shí)，還沒(méi)能拿到下一個(gè)號(hào)段，則會(huì)另啟一個(gè)更新線(xiàn)程去更新下一個(gè)號(hào)段。Leaf保證了總是會(huì)多緩存兩個(gè)號(hào)段，即便那一時(shí)刻數(shù)據(jù)庫(kù)掛了，也會(huì)保證發(fā)號(hào)服務(wù)可以正常工作一段時(shí)間。通常推薦號(hào)段(segment)長(zhǎng)度設(shè)置為服務(wù)高峰期發(fā)號(hào)QPS的600倍(10分鐘），這樣即使DB宕機(jī)，Leaf仍能持續(xù)發(fā)號(hào)10-20分鐘不受影響。

tip biz_tag

針對(duì)不同業(yè)務(wù)需求，用biz_tag字段來(lái)隔離，如果以后需要擴(kuò)容時(shí)，只需要對(duì)biz_tag分庫(kù)分表即可

優(yōu)點(diǎn)： Leaf服務(wù)可以很方便的線(xiàn)性擴(kuò)展，性能完全能夠支持大多數(shù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景；容災(zāi)行=性高；Leaf服務(wù)內(nèi)部有號(hào)段緩存，即使DB宕機(jī)，短時(shí)間內(nèi)Leaf仍能正常對(duì)外提供服務(wù)。

缺點(diǎn)： ID號(hào)碼不夠隨機(jī)，能夠泄漏發(fā)號(hào)數(shù)量的信息，不太安全；DB宕機(jī)會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)不可用（用到數(shù)據(jù)庫(kù)的都有可能）

Leaf-snowflake

Leaf-snowflake基本上就是沿用了snowflake的設(shè)計(jì)，ID組成結(jié)構(gòu)：正數(shù)位（占1比特）+時(shí)間戳（占41比特）+機(jī)器ID(占5bit)+機(jī)房ID(占5 bit) + 自增值（占12bit)， 總共54比特組成的一個(gè)int64類(lèi)型。不同點(diǎn)主要是在workId的生成上，Leaf-snowflake依靠Zookeerper生成workId。Leaf中workId時(shí)基于Zookeeper中生成一個(gè)順序Id,相當(dāng)于一臺(tái)機(jī)器對(duì)應(yīng)一個(gè)順序節(jié)點(diǎn)。

啟動(dòng)服務(wù)的過(guò)程大致如下：啟動(dòng)Leaf-snowflake服務(wù)，連接Zookeeper, 在leaf_foever父節(jié)點(diǎn)下檢查自己是否已經(jīng)注冊(cè)過(guò)；如果有注冊(cè)過(guò)直接取回自己的workerId(zk順序節(jié)點(diǎn)生成的int類(lèi)型ID號(hào)）。啟動(dòng)服務(wù)；如果沒(méi)有注冊(cè)過(guò)，就在該父節(jié)點(diǎn)下面創(chuàng)建一個(gè)持久順序節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建成功后取回順序號(hào)當(dāng)作自己的workerID號(hào)，啟動(dòng)服務(wù)。Leaf-snowflake對(duì)Zookeeper是一種弱依賴(lài)關(guān)系，除了每次會(huì)去ZK拿數(shù)據(jù)以外，也會(huì)在本機(jī)文件系統(tǒng)上緩存一個(gè)workerID文件。一旦Zookeeper出現(xiàn)問(wèn)題，敲好機(jī)器出現(xiàn)故障需重啟時(shí)，依然能夠保證服務(wù)正常啟動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)： ID號(hào)碼是趨勢(shì)遞增的8 byte的64位數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足上述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的主鍵要求。

缺點(diǎn)： 依賴(lài)Zookeeper, 存在服務(wù)不可用風(fēng)險(xiǎn)