数据库ID生成策略及相应的代码示例(优缺点)

以下是各大厂常用的数据库ID生成策略及相应的代码示例:

1. 自增ID(Auto Increment)

适用于单机数据库,如MySQL、PostgreSQL。
  • 应用场景:主要用于单机数据库,如MySQL、PostgreSQL。
  • 优点:简单易用,性能较好。
  • 缺点:在分布式环境下难以保证唯一性和顺序性,需要额外处理。
MySQL示例:
CREATE TABLE example (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,name VARCHAR(255) NOT NULL
);

2. UUID(Universally Unique Identifier)

适用于需要全局唯一标识的场景。
  • 应用场景:适用于需要全局唯一标识的场景。
  • 优点:可以保证全局唯一性,适合分布式系统。
  • 缺点:长度较长,占用存储空间较大,索引性能较差。
Java示例:
import java.util.UUID;public class UUIDExample {public static void main(String[] args) {UUID uniqueID = UUID.randomUUID();System.out.println(uniqueID);}
}

3. 雪花算法(Snowflake Algorithm)

适用于高并发的分布式系统,Twitter开源的分布式ID生成算法
  • 应用场景:Twitter开源的分布式ID生成算法,适用于高并发场景。
  • 优点:生成的ID有序且唯一,适合分布式环境,性能好。
  • 缺点:需要部署额外的ID生成服务。
Java示例:
public class SnowflakeIdGenerator {private final long epoch = 1288834974657L;private final long workerIdBits = 5L;private final long datacenterIdBits = 5L;private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);private final long sequenceBits = 12L;private final long workerIdShift = sequenceBits;private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);private long workerId;private long datacenterId;private long sequence = 0L;private long lastTimestamp = -1L;public SnowflakeIdGenerator(long workerId, long datacenterId) {if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));}if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));}this.workerId = workerId;this.datacenterId = datacenterId;}public synchronized long nextId() {long timestamp = timeGen();if (timestamp < lastTimestamp) {throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));}if (lastTimestamp == timestamp) {sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;if (sequence == 0) {timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);}} else {sequence = 0L;}lastTimestamp = timestamp;return ((timestamp - epoch) << timestampLeftShift) |(datacenterId << datacenterIdShift) |(workerId << workerIdShift) |sequence;}protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {long timestamp = timeGen();while (timestamp <= lastTimestamp) {timestamp = timeGen();}return timestamp;}protected long timeGen() {return System.currentTimeMillis();}
}

4. 数据库分配ID(Database Assigned IDs)

利用数据库的序列号生成功能,如Oracle的Sequence。
  • 应用场景:利用数据库的序列号生成功能,如Oracle的Sequence。
  • 优点:数据库自身保证唯一性和有序性。
  • 缺点:可能成为系统瓶颈,不适用于大规模分布式系统。
Oracle示例:CREATE SEQUENCE example_seq START WITH 1 INCREMENT BY 1;CREATE TABLE example (id NUMBER PRIMARY KEY,name VARCHAR2(255) NOT NULL
);INSERT INTO example (id, name) VALUES (example_seq.NEXTVAL, 'example_name');

5. Redis生成ID

利用Redis的原子自增操作来生成唯一ID。
  • 应用场景:利用Redis的原子自增操作来生成唯一ID。
  • 优点:高性能,适合高并发环境。
  • 缺点:需要维护Redis集群,存在单点故障风险。
Java示例(使用Jedis库):import redis.clients.jedis.Jedis;public class RedisIdGenerator {private Jedis jedis;private String key;public RedisIdGenerator(String host, int port, String key) {this.jedis = new Jedis(host, port);this.key = key;}public long nextId() {return jedis.incr(key);}public static void main(String[] args) {RedisIdGenerator generator = new RedisIdGenerator("localhost", 6379, "unique_id");System.out.println(generator.nextId());}
}

6. Leaf(美团的分布式ID生成服务)

美团开源的分布式ID生成服务。
  • 应用场景:美团开源的分布式ID生成服务。
  • 优点:适合大规模分布式系统,生成的ID有序且唯一。
  • 缺点:复杂性较高,需要部署和维护Leaf服务。
Leaf使用示例:
Leaf服务需要先进行配置和部署,以下是基本的使用方式:import com.sankuai.inf.leaf.common.Result;
import com.sankuai.inf.leaf.snowflake.IDGen;public class LeafIdGenerator {private IDGen idGen;public LeafIdGenerator(IDGen idGen) {this.idGen = idGen;}public long nextId() {Result result = idGen.get("");if (result.getStatus() == Status.SUCCESS) {return result.getId();} else {throw new RuntimeException("Failed to generate ID");}}
}
要使用Leaf,需要先部署Leaf服务,并通过配置文件或Zookeeper进行配置。

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