居于美团leaf、百度UidGenerator、原生snowflake 进行整合的 唯一ID生成器
1、本项目为uid生成器,支持segment、snowflake、UidGenerator、spring四种策略生成id
2、本项目可生成混淆id,目前混淆策略为:gene(基因法)
3、项目地址: github : https://github.com/linhuaichuan/ecp-uid 码云: https://gitee.com/zmds/ecp-uid
1、snowflake snowflake 是基于Twittersnowflake 算法的优化策略 本策略优化了闰秒回拨处理、新增默认workId 与 datacenterId 的提供方法。
2、baidu 是 基于百度UidGenerator上的的优化策略。
(1)、workerId提供策略
* DisposableWorkerIdAssigner,利用数据库来管理生成workId,依赖数据库和spring-jdbc框架(需有jdbcTemplate的bean)。mysql表示例:
DROP TABLE IF EXISTS WORKER_NODE;
CREATE TABLE WORKER_NODE (
ID BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增 id',
HOST_NAME VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '主机名',
PORT VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '端口',
TYPE INT NOT NULL COMMENT '节点类型: ACTUAL or CONTAINER',
LAUNCH_DATE DATE NOT NULL COMMENT '启动时间',
MODIFIED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT '修改时间',
CREATED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT '创建时间',
PRIMARY KEY(ID)
) COMMENT='DB WorkerID Assigner for UID Generator',ENGINE = INNODB;
示例:
<bean id="disposableWorker" class="**.DisposableWorkerIdAssigner"/>
<bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">...</bean>
* SimpleWorkerIdAssigner ,固定了workId的提供。值为0.示例:
<bean id="simpleWorker" class="**.SimpleWorkerIdAssigner"/>
* ZkWorkerIdAssigner ,利用zookeeper来实现wordId的提供管理,依赖了zk-client框架.示例:
<bean id="zkWorker" class="**.ZkWorkerIdAssigner"/>
可设置interval-心跳间隔、pidHome-workerId文件存储目录、zkAddress-zk地址、pidPort-心跳端口
* RedisWorkIdAssigner ,利用redis来实现wordId的提供管理,依赖了spring-data-redis框架的RedisTemplate.示例:
<bean id="redisWorker" class="**.RedisWorkIdAssigner"/>
可设置interval-心跳间隔、pidHome-workerId文件存储目录、pidPort-心跳端口
(2)、uid生成策略
* DefaultUidGenerator 是Snowflake算法的变种,取消datacenterId, 并扩展了支持自定义workerId位数和初始化策略。
a、可配置 delta seconds (28 bits)
当前时间,相对于时间基点"2016-05-20"的增量值,单位:秒,最多可支持约8.7年
b、worker id (22 bits)
机器id,最多可支持约420w次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配,默认分配策略为用后即弃,后续可提供复用策略。
c、sequence (13 bits)
每秒下的并发序列,13 bits可支持每秒8192个并发。
注: 三者之和为63
示例:
<bean id="defaultUidGenerator" class="com.myzmds.ecp.core.uid.baidu.impl.DefaultUidGenerator" scope="prototype">
<property name="workerIdAssigner" ref="disposableWorkerIdAssigner"/>
<property name="timeBits" value="29"/>
<property name="workerBits" value="21"/>
<property name="seqBits" value="13"/>
<property name="epochStr" value="2017-12-25"/>
</bean>
* CachedUidGenerator借用未来时间来解决sequence天然存在的并发限制; 采用RingBuffer来缓存已生成的UID, 并行化UID的生产和消费,
同时对CacheLine补齐,避免了由RingBuffer带来的硬件级「伪共享」问题. 最终单机QPS可达600万
示例:
<bean id="cachedUidGenerator" class="com.myzmds.ecp.core.uid.baidu.impl.CachedUidGenerator" scope="prototype">
<property name="workerIdAssigner" ref="disposableWorkerIdAssigner" />
<!-- 以下为可选配置, 如未指定将采用默认值 -->
<!-- RingBuffer size扩容参数, 可提高UID生成的吞吐量. -->
<!-- 默认:3, 原bufferSize=8192, 扩容后bufferSize= 8192 << 3 = 65536 -->
<!--<property name="boostPower" value="3"></property>-->
<!-- 指定何时向RingBuffer中填充UID, 取值为百分比(0, 100), 默认为50 -->
<!-- 举例: bufferSize=1024, paddingFactor=50 -> threshold=1024 * 50 / 100 = 512. -->
<!-- 当环上可用UID数量 < 512时, 将自动对RingBuffer进行填充补全 -->
<!--<property name="paddingFactor" value="50"></property>-->
<!-- 另外一种RingBuffer填充时机, 在Schedule线程中, 周期性检查填充 -->
<!-- 默认:不配置此项, 即不实用Schedule线程. 如需使用, 请指定Schedule线程时间间隔, 单位:秒 -->
<!--<property name="scheduleInterval" value="60"></property>-->
<!-- 拒绝策略: 当环已满, 无法继续填充时 -->
<!-- 默认无需指定, 将丢弃Put操作, 仅日志记录. 如有特殊需求, 请实现RejectedPutBufferHandler接口(支持Lambda表达式) -->
<!--<property name="rejectedPutBufferHandler" ref="XxxxYourPutRejectPolicy"></property>-->
<!-- 拒绝策略: 当环已空, 无法继续获取时 -->
<!-- 默认无需指定, 将记录日志, 并抛出UidGenerateException异常. 如有特殊需求, 请实现RejectedTakeBufferHandler接口 -->
<!--<property name="rejectedPutBufferHandler" ref="XxxxYourPutRejectPolicy"></property>-->
</bean>
(3)、比特分配的建议
*对于并发数要求不高、期望长期使用的应用, 可增加```timeBits```位数, 减少```seqBits```位数.
例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为12次/天,
那么配置成```{"workerBits":23,"timeBits":31,"seqBits":9}```时, 可支持28个节点以整体并发量14400 UID/s的速度持续运行68年.
*对于节点重启频率频繁、期望长期使用的应用, 可增加```workerBits```和```timeBits```位数, 减少```seqBits```位数.
例如节点采取用完即弃的WorkerIdAssigner策略, 重启频率为24*12次/天,
那么配置成```{"workerBits":27,"timeBits":30,"seqBits":6}```时, 可支持37个节点以整体并发量2400 UID/s的速度持续运行34年.
3、segment segment 是基于美团leaf-segment 的优化策略, 使用双Buffer实现。依赖数据库与spring-jdbc框架
(1)、SegmentServiceImpl 是具体实现类,数据库表结构为(mysql示例):
DROP TABLE IF EXISTS id_segment;
CREATE TABLE id_segment (
BIZ_TAG VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '业务标识',
STEP int NOT NULL COMMENT '步长',
MAX_ID BIGINT NOT NULL COMMENT '最大值',
LAST_UPDATE_TIME TIMESTAMP NOT NULL COMMENT '上次修改时间',
CURRENT_UPDATE_TIME TIMESTAMP NOT NULL COMMENT '当前修改时间',
PRIMARY KEY(ID)
) COMMENT='号段存储表',ENGINE = INNODB;
(2)、支持 同步/异步两种更新数据库方式。可选配置asynLoadingSegment(true-异步,false-同步),默认使用异步。
示例:
<bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">...</bean>
4、spring 增量ID 是 基于 segment策略提供给spring 增量实现。非直接使用的策略
5、混淆算法 是 基于 基因分库法这个理论扩展出来的混淆算法
<bean class="**.UidContext">
<property name="uidStrategy" ref="上述任何策略" />
<property name="factor" value="可选:基因因子,如设置则启用混淆" />
<property name="fixed" value="可选:除余底数,建议使用固定值,不可更改" />
</bean>