Redis全局ID生成器的实现

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，一般满足下列特性：

  • 唯一性：确保ID是唯一的，不可重复
  • 递增性：确保是整体逐渐增大的，这样有利于数据库创建索引
  • 安全性：ID的规律性不是特别的明显，防止根据ID号猜测其他的ID，确保安全性
  • 高性能：确保生成ID的速度足够快
  • 高可用：确保任何时候都能用

实现原理：

为了增加ID的安全性，可以不直接使用Redis自增的数值，而是拼接一些其他的信息，ID的组成如下图：

  • 符号位：1bit，永远为0，表示正数
  • 时间戳：31bit，以秒为单位，可以使用大约69年
  • 序列号：32bit，相同秒数的情况下，ID在序列号位置上增加，支持每秒产生2^32个不同的ID

代码实现：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneOffset;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

@Component
public class RedisIdWorker {

    /**
     * 开始时间戳 (2022-01-01 00:00:00)
     */
    private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L;

    /**
     * 序列号的位数
     */
    private static final int COUNT_BITS = 32;

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    /**
     * 生成ID
     *
     * @param keyPrefix 业务系统的前缀
     * @return ID
     */
    public long nextId(String keyPrefix) {
        // 生成时间戳
        long timestamp = LocalDateTime.now().toEpochSecond(ZoneOffset.UTC) - BEGIN_TIMESTAMP;
        // 生成序列号
        String key = "icr:" + keyPrefix + ":" + LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));
        long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key);
        // 拼接并返回
        return timestamp << COUNT_BITS | count;
    }

    /**
     * 获取时间戳 (2022-01-01 00:00:00)
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        LocalDateTime time = LocalDateTime.of(2022, 1, 1, 0, 0, 0);
        long second = time.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
        System.out.println(second);
    }
}

生成序号：

Redis的自增是有上限的，最大值为2^64。虽然这个数是很大了，但是毕竟还有会有上限，时间足够长还是有可能超过这个数的。所以即使是同一个业务，也不能使用同一个key。因此可以在key中增加日期，比如：icr:业务名:2022:05:14。这样的话每天都会是新的key，每天的自增量不可能超过2^64，所以这样的key是比较合适的选择。

到此这篇关于Redis全局ID生成器的实现的文章就介绍到这了,更多相关Redis全局ID生成器内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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