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Redis：实现全局唯一ID

2023-10-29

一. 概述

全局ID生成器：是一种在【分布式系统下】用来生成全局唯一ID的工具；
全局ID需要满足的特性：
1.唯一性
2.高可用：集群、哨兵机制；
3.高性能
4.递增性：Redis中的String数据类型的有自增特性！
5.安全性：将自增数值进行拼接，不容易猜出来；

ID结构：
符号位(1位) + 时间戳(31位) + 序列号(32位)；
时间戳为从起始时间到现在的时间差；
理论上支持1秒钟2^32个订单；
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二. 实现

（1）获取初始时间戳

先设定一个初始时间如2022年1月1日，获取初始时间的时间戳；
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（2）生成全局ID

  1. 在utils层中定义一个RedisIdWorker类的bean；
  2. 写一个方法，返回值是long型；不同业务要区别，所以使用前缀区分业务；
  3. 生成 时间戳：即当前时间秒数 - 初始时间秒数，保证每一秒生成一个不同的时间戳；
  4. 生成 序列号：使用stringRedisTemplate中String类型的自增方法increment()/INCR，而key（Redis的key最大为2^32）迟早会用完存不下，所以不能使用同一个key来自增，

序列号的key：所以使用精确到天的时间作为key，这样一个key就对应一天，不同天数的key不同，这样key的上限就是一天的下单量即2^32个，key够用；这样还方便统计订单量；

  1. 拼接前缀 + 符号位 + 时间戳 + 序列号，先使用位运算，将时间戳左移32位(序列号的位数)，最低位都会变成0；
    然后把序列号count拼接上去：使用或运算填充，有1则1，否则为0；

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

三. 测试

  1. 用工厂方法创建线程池，容量500；
  2. 创建一个任务，在任务中生成并 打印ID100次，共给线程池提交300次任务；
    由于线程池会异步执行，使用countDownLatch，300个线程，每个线程会countdown一次，直到计数为0就会唤醒await()所在的当前线程，就会去main中打印所花的时间了；
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结果：生成共3w个ID；
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查看Redis：
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为什么可以实现全局唯一？

因为生成ID时用的是Redis的 increment / INCR功能，每调用一次都会进行自增；

其他唯一ID策略

Redis产生的ID是数值类型long，占空间小；
UUID：JDK自带，16进制字符串，不是自增的，不满足要求；
雪花snowflake算法：需要维护机器id，对于时钟依赖比较高；
数据库实现，性能不如Redis；

补充：countDownLatch

用来进行线程同步协作，等待所偶有线程完成倒计时；
其中构造参数用来初始化等待计数值，countDown()用来计数-1，await()用来等待技术归零，归零后就会执行当前线程；

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消息队列缓存

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