分布式 ID 生成器
snowflake ID 结构和特点：
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
+ 1 bit + 41 bit + 5 bit + 5 bit + 12 bit +
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
+ 固定取整 + 毫秒时间戳 + 数据中心节点 + 工作节点 + 计数序列号 +
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
1，支持时长 2^41 毫秒，大约69年
2，支持 2^5 + 2^5 = 1024 个应用节点
3，每毫秒可以生成 ID 数 2^12 = 4096 个，即每秒生成 ID 数 4096000 个
4，时钟回退，刚好获取到重复 ID 会导致业务主键冲突
使用示例一：
// 从启动参数创建配置，启动命令例如：
// java -jar -Dsnowflake.epoch=2021-11-01 -Dsnowflake.datacenter=0 -Dsnowflake.worker=0 application.jar
SnowflakeProperties properties = SnowflakeProperties.buildFromSystem();
// 创建 ID 生成器
IdGenerator idGenerator = new DefaultSnowflakeIdGeneratorFactory().create(properties);
long id = idGenerator.generate();
使用示例二：
// 创建配置
SnowflakeProperties properties = new SnowflakeProperties();
properties.setEpochDate(LocalDate.parse("2021-01-01", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd")));
properties.setDataCenterId(0);
properties.setWorkerId(0);
// 创建 ID 生成器
IdGenerator idGenerator = new DefaultSnowflakeIdGeneratorFactory().create(properties);
long id = idGenerator.generate();
参数配置：
epochDate 系统上线时间，一旦指定不可变动
dataCenterId 数据中心节点ID，范围 [0, 32)
workerId 工作节点ID，范围 [0, 32)
存在缺陷：
原生的生成器未解决时钟回拨问题，无法直接使用，服务器 NTP 时钟回拨会导致 ID 冲突
基于 snowflake 的实现原理，自定义变种生成器，结构和特点：
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
+ 1 bit + 41 bit + 10 bit + 2 bit + 10 bit +
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
+ 固定取整 + 毫秒时间戳 + 工作节点 + 时钟回拨滚动次数 + 计数序列号 +
+------------------+------------------+------------------+------------------+------------------+
1，支持时长 2^41 毫秒，大约69年 (与 snowflake 一致)
2，支持 2^10 = 1024 个 workerId (将 snowflake 的两个参数 workerId、dataCenterId 合并为一个参数)
3，支持自动处理 2^2 - 1 = 3 次时钟回拨（减初始 00 bits，可用 01、10、11 bits） (自定义参数，占用 2 bit)
4，降低计数序列号为 10 bit，即支持最大每秒 102.4 万个 ID 生成 (比 snowflake 的计数序列号少 2 bit)
基于 springboot 代码使用示例：
// 创建生成器配置
@Bean
public RevisionProperties revisionProperties() {
RevisionProperties properties = RevisionProperties.buildDefault();
properties.setNamespace("my-cluster-name.my-service-name");
properties.setTimeToLive(Duration.ofMinutes(10));
properties.setRemainingTimeToDelay(Duration.ofSeconds(30));
properties.setEpochDate(LocalDate.parse("2021-01-01", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd")));
return properties;
}
// 创建生成器存储中间件接口
@Bean
public RevisionRepository revisionRepository(DataSource dataSource) {
return new RevisionMysqlJdbcRepository(dataSource);
}
// 创建ID生成器
@Bean
public IdGenerator revisionIdGenerator(RevisionRepository repository, RevisionProperties properties) {
return new RevisionIdGeneratorFactory(repository).create(properties);
}
// 注入ID生成器
@Autowired
private IdGenerator revisionIdGenerator;
// 生成全局唯一 ID
long id = idGenerator.generate();
生成器配置：
namespace 同个数据源的情况下，根据业务命名空间进行区分，不同命名空间互不影响
epochDate 系统上线时间，一旦指定不可变动
timeToLive 生成器每次实例化可用时长
remainingTimeToDelay 剩余多少时长，才实例化备用生成器，根据 timeToLive 合理配置，在过期之前留有足够的时候去执行
生成器逻辑：
1，随机获取一个可用的 workerId，实例化当前生成器
2，执行异步调度任务，对当前生成器剩余可用时长进行检测，判断是否实例化备用生成器
3，生成器已过期，切换备用生成器为当前生成器
4，生成器不可用，同步实例化当前生成器
存储接口实现：
org.lushen.mrh.id.generator.revision.RevisionRepository 接口声明，可扩展其他存储实现
org.lushen.mrh.id.generator.revision.achieve.RevisionMemoryRepository 基于内存存储(仅测试使用)
org.lushen.mrh.id.generator.revision.achieve.RevisionMysqlJdbcRepository 基于mysql存储(建议使用)
org.lushen.mrh.id.generator.revision.achieve.RevisionRedisRepository 基于redis存储(存在风险)
# 使用 mysql 需要建数据库表：
CREATE TABLE `revision_alloc` (
`namespace` varchar(100) NOT NULL COMMENT '业务命名空间',
`worker_id` int(4) NOT NULL COMMENT '工作节点ID',
`last_timestamp` bigint(19) NOT NULL COMMENT '最后被使用的时间戳(毫秒)',
`create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
`modify_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间'
PRIMARY KEY (`worker_id`,`namespace`)
) ENGINE=InnoDB COMMENT='revisionid 生成器信息存储表';
号段 ID 生成器，借鉴了美团 Leaf ID 生成器
基于 springboot 使用示例：
// 创建号段配置，命名空间建议使用 clusterName.serviceName 的方式进行命名
@Bean
public SegmentProperties segmentProperties() {
SegmentProperties properties = SegmentProperties.buildDefault();
properties.setNamespace("mrh-cluster.service-test")
properties.setRange(1000);
properties.setRemaining(200);
return properties;
}
// 创建号段存储中间件接口
@Bean
public SegmentRepository segmentRepository(DataSource dataSource) {
return new SegmentMysqlJdbcRepository(dataSource);
}
// 号段ID生成器
@Bean
public IdGenerator segmentIdGenerator(SegmentRepository repository, SegmentProperties properties) {
return new SegmentIdGeneratorFactory(repository).create(properties);
}
// 注入号段ID生成器
@Autowired
private IdGenerator idGenerator;
// 生成全局唯一 ID
long id = idGenerator.generate();
号段配置：
namespace 同个数据源的情况下，根据业务命名空间进行区分，不同命名空间互不影响
range 每次拉取多少号段到内存中，根据并发合理配置，频繁重启会导致未使用号段被浪费，范围 (0, N)
remaining 号段剩余多少，进行备用预加载，范围 (0, range)
号段分配中间件，已存在接口实现：
org.lushen.mrh.id.generator.segment.SegmentRepository 接口声明，实现类各自定义存储实现
org.lushen.mrh.id.generator.segment.achieve.SegmentMemoryRepository 基于内存进行分配(仅测试使用)
org.lushen.mrh.id.generator.segment.achieve.SegmentMysqlJdbcRepository 基于mysql数据库进行分配
org.lushen.mrh.id.generator.segment.achieve.SegmentRedisRepository 基于redis进行分配(存在风险)
# 使用 mysql 需要创建数据库表
CREATE TABLE `segment_alloc` (
`namespace` varchar(100) NOT NULL COMMENT '命名空间',
`max_value` bigint(19) NOT NULL COMMENT '最大已使用ID',
`create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
`modify_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',
`version` bigint(19) NOT NULL COMMENT '版本号',
PRIMARY KEY (`namespace`)
) ENGINE=InnoDB COMMENT='号段 ID 生成器信息存储表';