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分布式UUID的生成

2018年11月16日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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1.通过jdk标准api？uuid会重复

要生成uuid，大多会直接使用下面这句：

uuid.randomuuid().tostring().replace("-", "");

在多数情况，这样的处理是没问题的，毕竟是jdk标准接口。但是在某些情况下，会出现重复。搜素 uuid 重复，就会发现有人踩到了雷

先看uuid各版本的实现原理：universally unique identifier

再看jdk的实现（只实现了uuid的1,3,4版本）：java.util.uuid

会发现在分布式场景下jdk自带的这个工具类并不好用。原因：

  • 会存在多台web容器在同1个物理/云主机上，mac地址相同。因此，版本1的uuid，不合适
  • randomuuid实现的是uuid的版本4，产生重复的概率是可以计算出来的，海量存储时，重复不可避免。这也是有人踩雷的原因
  • nameuuidfrombytes实现的是uuid的版本3，保证种子的唯一性才能确保生成的uuid唯一。在分布式的场景下，如果我们每次都能获取到唯一的种子，那也就不必用这个方法生成uuid了

2.数据库获取uuid？性能不能保证

通过这种消耗大量性能来获取uuid，当然可行，但在高并发的场景下你真的会去考虑吗？

3.分布式uuid的生成

分布式？多台web容器（我们可以称之为实例）在同1个机器（mac地址相同）下？不依赖第3方工具？最好在jvm解决？

思路

  • 确保每台实例具有唯一的名字(我们可以称之为实例名)

  • 确保某台实例生成的uuid不会重复: 当前系统时间 + 递增的数值（避免高并发的影响）

因此，算法如下：

uuid = 实例名 + 当前系统时间毫秒数 + 递增的int数

方法

  1. 对每台web容器的java_options配置不一样的实例名

    以tomcat(8.0.53)为例，在startup.bat里配置:

    rem to set java_opts
set "java_opts=%java_opts% -dinstance.name=cico-mba"

    这样，上文的instance.name，就变成了jvm里的1个参数了

  2. 代码实现

    package java.main;

import java.util.concurrent.atomic.atomicinteger;

public class uuidutil {

    /* 从当前web容器的java_options中，获取jvm的配置：当前实例名 */
    private static final string instance_name = system.getproperty("instance.name");
    /* 实例名脱敏后的值 */
    private static string instance_name_by_num = null;
    /* 计数器。atomicinteger是java.util.concurrent下的类，jdk的算法工程师会避免并发问题 */
    private static atomicinteger cnt = new atomicinteger(0);

    /**
     * 初始化instance_name_by_num。需考虑并发
     */
    private synchronized static void initinstancenamebynum() {
        if (null != instance_name_by_num) {
            return;
        }
        char[] chars = instance_name.tochararray();
        stringbuilder sb = new stringbuilder();
        for (char c : chars) {
            sb.append((int) c);
        }
        instance_name_by_num = sb.tostring();
    }

    /**
     * 生成分布式的uuid
     * 
     * @return
     */
    public static string getconcurrentuuid() {
        if (null == instance_name) {
            return "the jvm option is null, named 'instance.name'";
        }
        if (null == instance_name_by_num) {
            initinstancenamebynum();
        }
        stringbuilder uuid = new stringbuilder();
        uuid.append(instance_name_by_num);
        uuid.append(system.currenttimemillis());
        uuid.append(cnt.incrementandget());
        return uuid.tostring();
    }
}

说明

通过上文的方法可在jvm内快速生成支持分布式的uuid。这个uuid的长度，由下面3部分组成:

  • 13: system.currenttimemillis()的长度是13位
  • 11: integer.min_value的长度。int值从0开始递增，达到int的上限后，会从负数开始重新计数，因此长度最大是11位
  • 2 * 实例名的字符数: 实例名一般由字母、数字、小数点、减号、下划线组成，这些字符的ascii码值是2位

如果这个uuid需要持久化，持久化的字段可定义成varchar2(255)，其中实例名的字符长度最大可以是115 = ( 255 - 13 - 11 ) / 2

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