背景：如果分庫分表場景下，id不唯一准谚，就不能通過主鍵索引來查詢了详囤。

1桨武、獨立數(shù)據(jù)庫自增id

這個方案就是說你的系統(tǒng)每次要生成一個 id肋拔，都是往一個獨立庫的一個獨立表里插入一條沒什 么業(yè)務含義的數(shù)據(jù)，然后獲取一個數(shù)據(jù)庫自增的一個 id呀酸。拿到這個 id 之后再往對應的分庫分表 里去寫入。 假如說你有一個 auto_id 庫里有一個叫做 auto_id的 表琼梆，有一個 id 是自增的性誉。 那么你每次要獲取一個全局唯一 id，直接往這個表里插入一條記錄茎杂，獲取一個全局唯一 id 即 可错览，然后這個全局唯一 id 就可以插入訂單的分庫分表中。 這個方案的好處就是方便簡單煌往，誰都會用倾哺。缺點就是單庫生成自增 id，要是搞并發(fā)的話刽脖，就會 有瓶頸的羞海，因為 auto_id 庫要是承載個每秒幾萬并發(fā)，肯定是不現(xiàn)實的了曲管。

2却邓、UUID

用UUID 生成一個全局唯一的 id。
好處就是每個系統(tǒng)本地生成院水，不要基于數(shù)據(jù)庫來了
不好之處就是腊徙，uuid 太長了（32位），作為主鍵性能太差了檬某，不適合用于主鍵撬腾。 如果你是要隨機生成個什么文件名了，編號之類的恢恼，你可以用 uuid民傻，但是作為主鍵是不能用 uuid 的。

3厅瞎、獲取系統(tǒng)當前時間

這個方案的意思就是獲取當前時間作為全局唯一的 id饰潜。 但是問題是，并發(fā)很高的時候和簸，比如1秒并發(fā)幾千彭雾，會有重復的情況，這個是肯定不合適的锁保。 一般如果使用這個方案薯酝，是將當前時間跟很多其他的業(yè)務字段拼接起來半沽，作為一個 id，如果業(yè)務 上可以接受吴菠，那么也是可以的者填。 可以將別的業(yè)務字段值跟當前時間拼接起來，組成一個全局唯一的編號做葵，比如說訂單編號： 時間戳 + 用戶 id + 業(yè)務含義編碼占哟；或者 時間戳+6個隨機數(shù)（26個英文字母+數(shù)字）
同時，表索引可以添加唯一索引酿矢。

4榨乎、snowflake 算法

snowflake 算法，是 twitter 開源的分布式 id 生成算法
其核心思想就是：使用一個 64 bit 的 long 型的數(shù)字作為全局唯一 id瘫筐，這 64 個 bit 中蜜暑，其中 1 個 bit 是不用的，然后用其中的 41 bit 作為毫秒數(shù)策肝，用10 bit 作為工作機器 id肛捍，12 bit 作為序列 號。

image.png

第一部分之众，是 1 個 bit：0拙毫，這個是無意義的(因為二進制里第一個 bit 為如果是 1，那么都是負數(shù)酝枢，但是我們生成的 id 都是正數(shù)恬偷，所 以第一個 bit 統(tǒng)一都是 0)
第二個部分是 41 個 bit：表示的是時間戳，單位是毫秒（41 bit 可以表示的數(shù)字多達 2^41 - 1帘睦，也就是可以標識 2 ^ 41 - 1 個毫秒值袍患，換算成年就 是表示 69 年的時間。）
第三個部分是 5 個 bit：表示的是機房 id竣付，10001 （最多代表2 ^ 5個機房（32 個機房））
第四個部分是 5 個 bit：表示的是機器 id诡延，1 1001 （每個機房?可以代表2 ^ 5個機器（32臺機器））
第五個部分是 12 個 bit：表示的序號，就是某個機房某臺機器上這一毫秒內(nèi)同時生成的 id 的序號古胆，0000 00000000（12 bit可以代表的最大正整數(shù)是2 ^ 12 - 1 = 4096肆良，也就是說可以用這個12bit代表的數(shù)字 來區(qū)分同1個毫秒內(nèi)的4096個不同的id）

簡單來說，你的某個服務假設要生成1個全局唯一id逸绎，那么就可以發(fā)送1個請求給部署了 snowflake算法的系統(tǒng)惹恃，由這個snowflake算法系統(tǒng)來生成唯一id。

snowflake算法系統(tǒng)接收到這個請求之后棺牧，首先就會用二進制位運算的方式生成1個64 bit 的long型id巫糙，64個bit中的第1個bit是無意義的。 接著41個bit颊乘，就可以用當前時間戳（單位到毫秒）参淹，然后接著5個bit設置上這個機房id醉锄，還有5 個bit設置上機器id。 最后再判斷一下浙值，當前這臺機房的這臺機器上這1毫秒內(nèi)恳不，這是第幾個請求，給這次生成id的 請求累加一個序號开呐，作為最后的12個bit烟勋。 最終一個64個bit的id就出來了，類似于上圖中那樣负蚊。
這個算法可以保證說神妹，一個機房的一臺機器上，在同一毫秒內(nèi)家妆，生成了一個唯一的 id∶崦可能一 個毫秒內(nèi)會生成多個 id伤极，但是有最后 12 個 bit 的序號來區(qū)分開來∫躺耍總之就是用一個 64bit 的數(shù)字中各個 bit 位來設置不同的標志位哨坪，區(qū)分每一個 id。

image.png

算法實現(xiàn)如下

public class IdWorker { 
private long workerId; // 這個就是代表了機器id 
private long datacenterId; // 這個就是代表了機房id 
private long sequence; // 這個就是代表了1毫秒內(nèi)生成的多個id的最新序號 
public IdWorker(long workerId, long datacenterId, long sequence) { 

// 要求就是你傳遞進來的機房id和機器id不能超過32乍楚，不能小于于0 
if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) { 
  throw new IllegalArgumentException( String.format("worker Id can't be greater than %d or less t "))
}

if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) { 
throw new IllegalArgumentException( String.format("datacenter Id can't be greater than %d or le "))
}

this.workerId = workerId; 
this.datacenterId = datacenterId; 
this.sequence = sequence; 
}

private long twepoch = 1288834974657L; 
private long workerIdBits = 5L; 
private long datacenterIdBits = 5L;

// 這個是二進制運算当编，就是5 bit最多只能有31個數(shù)字，也就是說機器id最多只能是32以內(nèi) 
private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits); 
// 這個是一個意思徒溪，就是5 bit最多只能有31個數(shù)字忿偷，機房id最多只能是32以內(nèi) 
private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits); 
private long sequenceBits = 12L; 
private long workerIdShift = sequenceBits; 
private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits; 
private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacen 
private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits); 
private long lastTimestamp = -1L; 
public long getWorkerId(){ 
return workerId; 
}
public long getDatacenterId() { 
return datacenterId; 
}
public long getTimestamp() { 
return System.currentTimeMillis(); 
}

// 這個是核心算法，通過調(diào)調(diào)nextId()方法臊泌，讓當前這臺機器上的snowflake算法程序生成1一個id
 public synchronized long nextId() { 
// 獲取當前時間戳鲤桥，單位是毫秒
 long timestamp = timeGen();
 if (timestamp < lastTimestamp) {
 System.err.printf( "clock is moving backwards. Rejecting requests until %d.", throw new RuntimeException( String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate lastTimestamp - timestamp))"));
 }

// 假設在同1個毫秒內(nèi)又發(fā)送了一個請求生成1個id 
// 這個時候就得把seqence序號給遞增1，最多就是4096 
if (lastTimestamp == timestamp) {
// 這個意思是說1個毫秒內(nèi)最多只能有4096個數(shù)字渠概，無論你傳遞多少進來茶凳， 
//這個位運算保證始終就是在4096這個范圍內(nèi)，避免傳遞的sequence超過了4096
sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
 if (sequence == 0) {
 timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
 } 
} else {
 sequence = 0;
 }
// 記錄最近1次生成id的時間戳播揪，單位是毫秒
 lastTimestamp = timestamp;
 // 最核心的二進制位運算操作贮喧，生成1個64bit的id 
// 先將當前時間戳左移，放到41 bit那猪狈；將機房id左移放到5 bit那箱沦；將機器id左移 
// 最后拼接起來成一個64 bit的二進制數(shù)字，轉(zhuǎn)換成10進制就是個long型 
return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) | (datacenterId << datacenterIdShift) | (workerId << workerIdShift) | sequence; 
}
private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
 long timestamp = timeGen();
 while (timestamp <= lastTimestamp) {
 timestamp = timeGen();
 }return timestamp;
 }
private long timeGen(){
 return System.currentTimeMillis();
 }
//---------------測試--------------- 
public static void main(String[] args) {
 IdWorker worker = new IdWorker(1,1,1);
 for (int i = 0; i < 30; i++) {
System.out.println(worker.nextId()); 
      }
   }
}

在實際的開發(fā)中罪裹，這個 snowflake 算法可以做小點點改進饱普。 我們在生成唯一 id 的時候运挫，肯定都需要指定一個表名，比如說訂單表 的唯一 id套耕。 所以上面那 64 個 bit 中谁帕，代表機房的那 5 個 bit，可以使用業(yè)務表名稱來替代冯袍，比如 00001 代表的是訂單表匈挖。 因為其實很多時候，機房并沒有那么多康愤，所以那 5 個 bit 做做機房 id 意義不是太大儡循。 這樣就可以做到，snowflake 算法系統(tǒng)的每1臺機器征冷，對一個業(yè)務表择膝，在某1毫秒內(nèi)，可生成
1個唯1的 id检激，1毫秒內(nèi)生成很多 id肴捉，用最后 12 個 bit 來區(qū)分序號對待。