es生成分布式id

灰太狼 2023-06-12 09:46 12阅读 0赞

# 雪花算法 #

使用机器id和时间推移，生成19位long型id。  
在分布式环境下，一台机器部署多个项目，或者docker部署项目，会产生id重复

int count = 100000;
            CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);
            Set<Long> set = new HashSet<>(count * 2);
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                new Thread(() -> {
                    try {
                        set.add(getSnowflakeId());
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    latch.countDown();
                }).start();
            }
    
            latch.await();
            //99991
            System.out.println(set.size());

可见重复率很低，万分之一的重复率，在并发量低时，几乎不会重复。  
防止墨菲定律，重复了，数据就很难处理了。

# 方案设计 #

1.用mysql数据库生成id  
创建一个id表，专门负责生成id，写块代码实现orcale序列的功能，再加redis分布式锁，可以解决。  
在分库环境下，可以指定一个数据库生成id，其他库的服务用feign调用，或者每个库都用一个id表，感觉还是指定一个库生成id好，这样可以全局看到所有id

缺点：开发稍微麻烦点。如果每个库都建立一个id表，每个服务一套逻辑，新建服务的处理，麻烦，易出错。  
如果指定一个库生成id，本来只需要启动一个服务开发测试，这样每次都要至少启动两个服务，加eureka，共三个服务。

2.redis生成id  
redis内存操作，速度快。lua脚本操作实现原子性，不需要用redis加分布式锁。  
每个服务都连接到redis了，分布式环境操作很方便。可以说redis是性能最好的。

缺点：redis只用作缓存，不存储数据。

3.es生成id  
每个服务都连接到es，操作方便。  
搜索引擎查询快，redis加分布式锁。  
在common模块，写个工具类，所有服务都能调用，使用方便。

本文讲的就是es。

4.mongodb生成id  
和es差不多

# es生成id #

用es的high-level的api

## 依赖 ##

<dependency>
                <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
                <artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>
                <version>6.7.2</version>
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <groupId>org.elasticsearch</groupId>
                        <artifactId>elasticsearch</artifactId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>org.elasticsearch</groupId>
                <artifactId>elasticsearch</artifactId>
                <version>6.7.2</version>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>io.searchbox</groupId>
                <artifactId>jest</artifactId>
                <version>6.3.1</version>
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <groupId>org.elasticsearch</groupId>
                        <artifactId>elasticsearch</artifactId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>

## 配置 ##

@Configuration
    public class EsConfig {
    
        @Autowired
        private EsProperties esProperties;
    
        @Bean
        public RestHighLevelClient initClient() {
            RestClientBuilder restClientBuilder = RestClient.builder(
                    new HttpHost(esProperties.getHost(), Integer.valueOf(esProperties.getPort()), esProperties.getSchema()));
    
            restClientBuilder.setRequestConfigCallback(
                    requestConfigBuilder -> {
                        requestConfigBuilder.setConnectTimeout(esProperties.getConnectTimeout());
                        requestConfigBuilder.setSocketTimeout(esProperties.getSocketTimeout());
                        return requestConfigBuilder;
                    });
    
            return new RestHighLevelClient(restClientBuilder);
        }
    
    }

## id索引库，实体类 ##

@Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class EsNoEntity {
        public static final String INDEX = "distribute_no";
        public static final String TYPE = "es";
    
        @JestId
        private String noName;
    
        /**
         * 因为long值太大时，es取出会四舍五入，数据失真，所以用string
         */
        private String initNo;
        private String currentNo;
    
    }

工具类

## 初始化，创建索引 ##

@PostConstruct
        private void init() {
    
            try {
                //查询索引
                GetIndexRequest request = new GetIndexRequest(EsNoEntity.INDEX);
                boolean exists = restHighLevelClient.indices().exists(request, RequestOptions.DEFAULT);
    
                //索引存在
                if (exists) {
                    log.info("索引{}已经存在", EsNoEntity.INDEX);
                    return;
                }
    
                //索引不存在，创建
                CreateIndexRequest createIndexRequest = new CreateIndexRequest(EsNoEntity.INDEX);
                CreateIndexResponse response = restHighLevelClient.indices().create(createIndexRequest, RequestOptions.DEFAULT);
                if (response != null && response.isAcknowledged()) {
                    log.info("索引{}创建成功", EsNoEntity.INDEX);
                    return;
                }
    
                log.error("索引{}创建失败", EsNoEntity.INDEX);
    
            } catch (IOException e) {
                log.error(e.getMessage(), e);
            }
        }

## 维护自增订单编号 ##

/**
         * 订单编号
         */
        private static final String ORDER_NO = "order_no";
        /**
         * 雪花算法当前生成id为1193737508566913024L，因为时间推移，id越来越大，所以以前id一定比这个小
         * 最高位+1，1->2，这样生成id和以前的数据都不会重复
         */
        private static final long ORDER_NO_INIT = 2193737508566913024L;
    
        /**
         * 订单编号
         * @author lipo
         * @date 2019-11-11 11:10
         */
        public long nextOrderNo() {
            try {
                return nextNo(ORDER_NO, ORDER_NO_INIT + "");
            } catch (IOException e) {
                log.error(e.getMessage(), e);
                throw new RuntimeException(e.getMessage());
            }
        }
    
        /**
         * 生成编号，分布式锁保证并发安全
         * @author lipo
         * @date 2019-11-11 11:10
         */
        private long nextNo(String noName, String initNo) throws IOException {
            Lock lock = redisLockRegistry.obtain("NO_NAME:" + noName);
    
            try {
                lock.lock();
    
                //查询数据
                EsNoEntity esNoEntity = getNo(noName);
                long currentNo;
                if (esNoEntity == null) {
                    //不存在数据，插入初始值
                    currentNo = Long.parseLong(initNo);
                    esNoEntity = new EsNoEntity(noName, initNo, initNo);
                } else {
                    //已经存在, +1
                    currentNo = Long.parseLong(esNoEntity.getCurrentNo()) + 1;
                    esNoEntity.setCurrentNo(currentNo + "");
                }
    
                //保存
                save(noName, esNoEntity);
    
                return currentNo;
    
            } finally {
                lock.unlock();
            }
    
        }
    
        /**
         * 添加更新数据，自动创建索引
         * @author lipo
         * @date 2019-11-12 09:55
         */
        private void save(String noName, EsNoEntity esNoEntity) throws IOException {
            IndexRequest request = new IndexRequest(EsNoEntity.INDEX, EsNoEntity.TYPE, noName);
            request.source(JSON.toJSONString(esNoEntity), XContentType.JSON);
            restHighLevelClient.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
        }
    
        /**
         * 查询数据
         * @author lipo
         * @date 2019-11-11 11:37
         */
        private EsNoEntity getNo(String noName) throws IOException {
            GetRequest getRequest = new GetRequest(EsNoEntity.INDEX, EsNoEntity.TYPE, noName);
            GetResponse getResponse = restHighLevelClient.get(getRequest, RequestOptions.DEFAULT);
            String source = getResponse.getSourceAsString();
            return JSON.parseObject(source, EsNoEntity.class);
        }
    
    }

## 通用id，100001初始值 ##

/**
         * 通用编号
         */
        private static final String COMMON_NO = "common_no";
        private static final long COMMON_NO_INIT = 100001L;
    
        /**
         * 通用编号
         * @author lipo
         * @date 2019-11-11 11:10
         */
        public long nextCommonNo() {
            try {
                return nextNo(COMMON_NO, COMMON_NO_INIT + "");
            } catch (IOException e) {
                log.error(e.getMessage(), e);
                throw new RuntimeException(e.getMessage());
            }
        }

扩展方便，像这个通用id一样扩展

## 测试 ##

SpringBootApplication
    @RestController
    @Slf4j
    public class EsApplication {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(EsApplication.class, args);
        }
    
        @Autowired
        private EsNoUtil esNoUtil;
    
        /**
         * http://localhost:8080/orderNo
         * @author lipo
         * @date 2019-11-12 10:49
         */
        @GetMapping("orderNo")
        public Long orderNo() {
            return esNoUtil.nextOrderNo();
        }
    }

2193737508566913024

## 时间消耗 ##

@GetMapping("orderNoMany")
        public String orderNoMany() throws InterruptedException {
            final int count = 1000;
    
            LocalDateTime begin = LocalDateTime.now();
    
            int i = 0;
            for (; i < count; i++) {
                esNoUtil.nextOrderNo();
            }
    
            //PT1M40.807S，平均一个id时间0.1秒
            System.out.println(Duration.between(begin, LocalDateTime.now()));
    
            return "ok";
        }

平均一个id时间0.1秒，时间比雪花算法慢很多，分布式安全的代价吧，有失必有得