九种分布式ID解决方案，总有一款适合你！

• 背景
• 1、UUID
• 2、数据库自增ID
• 3、号段模式
• 4、Redis INCR
• 5、雪花算法
• 6、美团（Leaf）
• 7、百度（Uidgenerator）
• 8、滴滴（TinyID）

背景

在复杂的分布式系统中，往往需要对大量的数据进行唯一标识，比如在对一个订单表进行了分库分表操作，这时候数据库的自增ID显然不能作为某个订单的唯一标识。除此之外还有其他分布式场景对分布式ID的一些要求：

• 趋势递增： 由于多数RDBMS使用B-tree的数据结构来存储索引数据，在主键的选择上面我们应该尽量使用有序的主键保证写入性能。
• 单调递增： 保证下一个ID一定大于上一个ID，例如排序需求。
• 信息安全： 如果ID是连续的，恶意用户的扒取工作就非常容易做了；如果是订单号就更危险了，可以直接知道我们的单量。所以在一些应用场景下，会需要ID无规则、不规则。

就不同的场景及要求，市面诞生了很多分布式ID解决方案。本文针对多个分布式ID解决方案进行介绍，包括其优缺点、使用场景及代码示例。

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1、UUID

UUID(Universally Unique Identifier)是基于当前时间、计数器（counter）和硬件标识（通常为无线网卡的MAC地址）等数据计算生成的。包含32个16进制数字，以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的36个字符，可以生成全球唯一的编码并且性能高效。

JDK提供了UUID生成工具，代码如下：

import java.util.UUID;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(UUID.randomUUID());
    }
}

输出如下

b0378f6a-eeb7-4779-bffe-2a9f3bc76380

UUID完全可以满足分布式唯一标识，但是在实际应用过程中一般不采用，有如下几个原因：

• 存储成本高： UUID太长，16字节128位，通常以36长度的字符串表示，很多场景不适用。
• 信息不安全： 基于MAC地址生成的UUID算法会暴露MAC地址，曾经梅丽莎病毒的制造者就是根据UUID寻找的。
• 不符合MySQL主键要求： MySQL官方有明确的建议主键要尽量越短越好，因为太长对MySQL索引不利：如果作为数据库主键，在InnoDB引擎下，UUID的无序性可能会引起数据位置频繁变动，严重影响性能。

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2、数据库自增ID

利用Mysql的特性ID自增，可以达到数据唯一标识，但是分库分表后只能保证一个表中的ID的唯一，而不能保证整体的ID唯一。为了避免这种情况，我们有以下两种方式解决该问题。

2.1、主键表

通过单独创建主键表维护唯一标识，作为ID的输出源可以保证整体ID的唯一。举个例子：

创建一个主键表

CREATE TABLE `unique_id`  (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `biz` char(1) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
 UNIQUE KEY `biz` (`biz`)
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET =utf8;

业务通过更新操作来获取ID信息，然后添加到某个分表中。

BEGIN;

REPLACE INTO unique_id (biz) values ('o') ;
SELECT LAST_INSERT_ID();

COMMIT;

2.2、ID自增步长设置

我们可以设置Mysql主键自增步长，让分布在不同实例的表数据ID做到不重复，保证整体的唯一。

如下，可以设置Mysql实例1步长为1，实例1步长为2。

查看主键自增的属性

show variables like '%increment%'

显然，这种方式在并发量比较高的情况下，如何保证扩展性其实会是一个问题。

3、号段模式

号段模式是当下分布式ID生成器的主流实现方式之一。其原理如下：

• 号段模式每次从数据库取出一个号段范围，加载到服务内存中。业务获取时ID直接在这个范围递增取值即可。
• 等这批号段ID用完，再次向数据库申请新号段，对max_id字段做一次update操作，新的号段范围是( max_id , max_id +step]。
• 由于多业务端可能同时操作，所以采用版本号version乐观锁方式更新。