Redis全局ID生成器的實(shí)現(xiàn)
全局ID生成器,是一種在分布式系統(tǒng)下用來生成全局唯一ID的工具,一般滿足下列特性:
- 唯一性:確保ID是唯一的,不可重復(fù)
- 遞增性:確保是整體逐漸增大的,這樣有利于數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建索引
- 安全性:ID的規(guī)律性不是特別的明顯,防止根據(jù)ID號(hào)猜測(cè)其他的ID,確保安全性
- 高性能:確保生成ID的速度足夠快
- 高可用:確保任何時(shí)候都能用
實(shí)現(xiàn)原理:
為了增加ID的安全性,可以不直接使用Redis自增的數(shù)值,而是拼接一些其他的信息,ID的組成如下圖:

- 符號(hào)位:1bit,永遠(yuǎn)為0,表示正數(shù)
- 時(shí)間戳:31bit,以秒為單位,可以使用大約69年
- 序列號(hào):32bit,相同秒數(shù)的情況下,ID在序列號(hào)位置上增加,支持每秒產(chǎn)生2^32個(gè)不同的ID
代碼實(shí)現(xiàn):
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneOffset;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
@Component
public class RedisIdWorker {
/**
* 開始時(shí)間戳 (2022-01-01 00:00:00)
*/
private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;
/**
* 序列號(hào)的位數(shù)
*/
private static final int COUNT_BITS = 32;
@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
/**
* 生成ID
*
* @param keyPrefix 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的前綴
* @return ID
*/
public long nextId(String keyPrefix) {
// 生成時(shí)間戳
long timestamp = LocalDateTime.now().toEpochSecond(ZoneOffset.UTC) - BEGIN_TIMESTAMP;
// 生成序列號(hào)
String key = "icr:" + keyPrefix + ":" + LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));
long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key);
// 拼接并返回
return timestamp << COUNT_BITS | count;
}
/**
* 獲取時(shí)間戳 (2022-01-01 00:00:00)
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
LocalDateTime time = LocalDateTime.of(2022, 1, 1, 0, 0, 0);
long second = time.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
System.out.println(second);
}
}生成序號(hào):
Redis的自增是有上限的,最大值為2^64。雖然這個(gè)數(shù)是很大了,但是畢竟還有會(huì)有上限,時(shí)間足夠長還是有可能超過這個(gè)數(shù)的。所以即使是同一個(gè)業(yè)務(wù),也不能使用同一個(gè)key。因此可以在key中增加日期,比如:icr:業(yè)務(wù)名:2022:05:14。這樣的話每天都會(huì)是新的key,每天的自增量不可能超過2^64,所以這樣的key是比較合適的選擇。
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