面試官問訂單ID是如何生成的?難道不是MySQL自增主鍵

更新時間：2023年02月28日 10:33:18 作者：一燈架構

最近在考慮訂單id怎么生成,下面這篇文章主要給大家介紹了關于面試官問訂單ID是如何生成的?難道不是MySQL自增主鍵的相關資料,需要的朋友可以參考下

一個美女面試官坐到我的對面，發(fā)光logo的MacBook也擋不住她那圓潤可愛的臉龐。

程序媛本就稀有，美女面試官更是難尋。

這么溫柔可愛的面試官，應該不會為難我吧。嗯，應該是的，畢竟我這么帥氣，面試可能就是走個過場。美女面試官是不是單身？畢竟程序員都不善交流，因為我也是單身，難道我的姻緣就在此注定。孩子的名字我都想好了。一冰！好名字。

面試官： 小伙子，你低著頭笑什么吶。開始面試了，你知道訂單ID是怎么生成的嗎？

啥？訂單ID怎么生成？美女怎么不按套路出牌！HashMap實現(xiàn)原理，我已經(jīng)倒背如流，你不問。瞎問什么訂單ID。

我：還能咋生成？用數(shù)據(jù)庫主鍵自增唄。

面試官： 這樣不行啊。數(shù)據(jù)庫主鍵順序自增，每天有多少訂單量被競爭對手看的一清二楚，商業(yè)機密都暴露了。
況且單機MySQL只能支持幾百量級的并發(fā)，我們公司每天千萬訂單量，hold不住啊。

我：嗯，那就用用數(shù)據(jù)庫集群，自增ID起始值按機器編號，步長等于機器數(shù)量。
比如有兩臺機器，第一臺機器生成的ID是1、3、5、7，第二臺機器生成的ID是2、4、6、8。性能不行就加機器，這并發(fā)量der一下就上去了。

面試官： 小伙子，你想得倒是挺好。你有沒有想過實現(xiàn)百萬級的并發(fā)，大概就需要2000臺機器，你這還只是用來生成訂單ID，公司再有錢也經(jīng)不起這么造。

我：既然MySQL的并發(fā)量不行，我們是不是可以提前從MySQL獲取一批自增ID，加載到本地內存中，然后從內存中并發(fā)取，這并發(fā)性能豈不是杠杠滴。

面試官： 你還挺上道，這種叫號段模式。并發(fā)量是上去了，但是自增ID還是不能作為訂單ID的。

我：用Java自帶UUID怎么樣？

import java.util.UUID;

/**
 * @author yideng
 * @apiNote UUID示例
 */
public class UUIDTest {
    public static void main(String[] args) {
        String orderId = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        System.out.println(orderId);
    }
}

輸出結果：

58e93ecab9c64295b15f7f4661edcbc1

面試官： 也不行。32位字符串會占用更大的空間，無序的字符串作數(shù)據(jù)庫主鍵，每次插入數(shù)據(jù)庫的時候，MySQL為了維護B+樹結構，需要頻繁調整節(jié)點順序，影響性能。況且字符串太長，也沒有任何業(yè)務含義，pass。

小伙子，你可能是沒參與過電商系統(tǒng)，我先跟說一下生成訂單ID要滿足哪些條件：

全局唯一：如果訂單ID重復了，肯定要完蛋。
高性能：要做到高并發(fā)、低延遲。生成訂單ID都成為瓶頸了，那還得了。
高可用：至少要做到4個9，別動不動就宕機了。
易用性：如果為了滿足上述要求，搞了幾百臺服務器，復雜且難以維護，也不行。
數(shù)值且有序遞增：數(shù)值占用的空間更小，有序遞增能保證插入MySQL的時候更高性能。
嵌入業(yè)務含義：如果訂單ID里面能嵌入業(yè)務含義，就能通過訂單ID知道是哪個業(yè)務線生成的，便于排查問題。

我擦，生成一個小小的訂單ID，搞出這么多規(guī)則，還能玩下去嗎？難道今天的面試要跪，怎么可能。一燈的文章我一直訂閱，這個還能難得住我，陪美女程序員玩玩還當真了。

我：我聽說圈內有一種流傳已久的分布式、高性能、高可用的訂單ID生成算法—雪花算法，完全能滿足你的上述要求。雪花算法生成ID是Long類型，長度64位。

第 1 位： 符號位，暫時不用。
第 2~42 位： 共41位，時間戳，單位是毫秒，可以支撐大約69年
第 43~52 位： 共10位，機器ID，最多可容納1024臺機器
第 53~64 位： 共12位，序列號，是自增值，表示同一毫秒內產(chǎn)生的ID，單臺機器每毫秒最多可生成4096個訂單ID

代碼實現(xiàn)：

/**
 * @author 一燈架構
 * @apiNote 雪花算法
 **/
public class SnowFlake {

    /**
     * 起始時間戳，從2021-12-01開始生成
     */
    private final static long START_STAMP = 1638288000000L;

    /**
     * 序列號占用的位數(shù) 12
     */
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12;

    /**
     * 機器標識占用的位數(shù)
     */
    private final static long MACHINE_BIT = 10;

    /**
     * 機器數(shù)量最大值
     */
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);

    /**
     * 序列號最大值
     */
    private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);

    /**
     * 每一部分向左的位移
     */
    private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private final static long TIMESTAMP_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;

    /**
     * 機器標識
     */
    private long machineId;
    /**
     * 序列號
     */
    private long sequence = 0L;
    /**
     * 上一次時間戳
     */
    private long lastStamp = -1L;

    /**
     * 構造方法
     * @param machineId 機器ID
     */
    public SnowFlake(long machineId) {
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new RuntimeException("機器超過最大數(shù)量");
        }
        this.machineId = machineId;
    }

    /**
     * 產(chǎn)生下一個ID
     */
    public synchronized long nextId() {
        long currStamp = getNewStamp();
        if (currStamp < lastStamp) {
            throw new RuntimeException("時鐘后移，拒絕生成ID！");
        }

        if (currStamp == lastStamp) {
            // 相同毫秒內，序列號自增
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            // 同一毫秒的序列數(shù)已經(jīng)達到最大
            if (sequence == 0L) {
                currStamp = getNextMill();
            }
        } else {
            // 不同毫秒內，序列號置為0
            sequence = 0L;
        }

        lastStamp = currStamp;

        return (currStamp - START_STAMP) << TIMESTAMP_LEFT // 時間戳部分
                | machineId << MACHINE_LEFT             // 機器標識部分
                | sequence;                             // 序列號部分
    }

    private long getNextMill() {
        long mill = getNewStamp();
        while (mill <= lastStamp) {
            mill = getNewStamp();
        }
        return mill;
    }

    private long getNewStamp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 訂單ID生成測試，機器ID指定第0臺
        SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(0);
        System.out.println(snowFlake.nextId());
    }
}

輸出結果：