面试被问分布式ID怎么办？滴滴（Tinyid）甩给他-搜云库技术团队

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引言

接着《一口气说出 9种分布式ID生成方式，面试官有点懵了》来继续详细的介绍分布式ID生成器，大家比较感兴趣的美团（Leaf）、滴滴（Tinyid）、百度（uid-generator）三个开源项目，美团（Leaf）已经讲完，详见《9种分布式ID生成之美团（Leaf）实战》，今天结合实战搞一下滴滴开源的（Tinyid）。

Tinyid介绍

Tinyid是滴滴开发的一款分布式ID系统，Tinyid是在美团（Leaf）的leaf-segment算法基础上升级而来，不仅支持了数据库多主节点模式，还提供了tinyid-client客户端的接入方式，使用起来更加方便。但和美团（Leaf）不同的是，Tinyid只支持号段一种模式不支持雪花模式。

Tinyid的特性

全局唯一的long型ID
趋势递增的id
提供 http 和 java-client 方式接入
支持批量获取ID
支持生成1,3,5,7,9…序列的ID
支持多个db的配置

适用场景：只关心ID是数字，趋势递增的系统，可以容忍ID不连续，可以容忍ID的浪费

不适用场景：像类似于订单ID的业务，因生成的ID大部分是连续的，容易被扫库、或者推算出订单量等信息

Tinyid原理

Tinyid是基于号段模式实现，再简单啰嗦一下号段模式的原理：就是从数据库批量的获取自增ID，每次从数据库取出一个号段范围，例如 (1,1000] 代表1000个ID，业务服务将号段在本地生成1~1000的自增ID并加载到内存.。

Tinyid会将可用号段加载到内存中，并在内存中生成ID，可用号段在首次获取ID时加载，如当前号段使用达到一定比例时，系统会异步的去加载下一个可用号段，以此保证内存中始终有可用号段，以便在发号服务宕机后一段时间内还有可用ID。

原理图大致如下图：

Tinyid实现

Tinyid的GitHub地址：https://github.com/didi/tinyid.git

Tinyid提供了两种调用方式，一种基于Tinyid-server提供的http方式，另一种Tinyid-client客户端方式。
不管使用哪种方式调用，搭建Tinyid都必须提前建表tiny_id_info、tiny_id_token。

 1CREATE TABLE `tiny_id_info` (
 2  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
 3  `biz_type` varchar(63) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '业务类型，唯一',
 4  `begin_id` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '开始id，仅记录初始值，无其他含义。初始化时begin_id和max_id应相同',
 5  `max_id` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '当前最大id',
 6  `step` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '步长',
 7  `delta` int(11) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '每次id增量',
 8  `remainder` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '余数',
 9  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '创建时间',
10  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '更新时间',
11  `version` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '版本号',
12  PRIMARY KEY (`id`),
13  UNIQUE KEY `uniq_biz_type` (`biz_type`)
14) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT 'id信息表';
15
16CREATE TABLE `tiny_id_token` (
17  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增id',
18  `token` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'token',
19  `biz_type` varchar(63) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '此token可访问的业务类型标识',
20  `remark` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
21  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '创建时间',
22  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '2010-01-01 00:00:00' COMMENT '更新时间',
23  PRIMARY KEY (`id`)
24) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT 'token信息表';
25
26INSERT INTO `tiny_id_info` (`id`, `biz_type`, `begin_id`, `max_id`, `step`, `delta`, `remainder`, `create_time`, `update_time`, `version`)
27VALUES
28    (1, 'test', 1, 1, 100000, 1, 0, '2018-07-21 23:52:58', '2018-07-22 23:19:27', 1);
29
30INSERT INTO `tiny_id_info` (`id`, `biz_type`, `begin_id`, `max_id`, `step`, `delta`, `remainder`, `create_time`, `update_time`, `version`)
31VALUES
32    (2, 'test_odd', 1, 1, 100000, 2, 1, '2018-07-21 23:52:58', '2018-07-23 00:39:24', 3);
33
34
35INSERT INTO `tiny_id_token` (`id`, `token`, `biz_type`, `remark`, `create_time`, `update_time`)
36VALUES
37    (1, '0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c', 'test', '1', '2017-12-14 16:36:46', '2017-12-14 16:36:48');
38
39INSERT INTO `tiny_id_token` (`id`, `token`, `biz_type`, `remark`, `create_time`, `update_time`)
40VALUES
41    (2, '0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c', 'test_odd', '1', '2017-12-14 16:36:46', '2017-12-14 16:36:48');

tiny_id_info表是具体业务方号段信息数据表

max_id ：号段的最大值

step：步长，即为号段的长度

biz_type：业务类型

号段获取对max_id字段做一次update操作，update max_id= max_id + step，更新成功则说明新号段获取成功，新的号段范围是(max_id ,max_id +step]。

tiny_id_token是一个权限表，表示当前token可以操作哪些业务的号段信息。

修改tinyid-server中 offlineapplication.properties 文件配置数据库，由于tinyid支持数据库多master模式，可以配置多个数据库信息。启动 TinyIdServerApplication 测试一下。

 1datasource.tinyid.primary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
 2datasource.tinyid.primary.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xin-master?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
 3datasource.tinyid.primary.username=junkang
 4datasource.tinyid.primary.password=junkang
 5datasource.tinyid.primary.testOnBorrow=false
 6datasource.tinyid.primary.maxActive=10
 7
 8datasource.tinyid.secondary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
 9datasource.tinyid.secondary.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db2?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
10datasource.tinyid.secondary.username=root
11datasource.tinyid.secondary.password=123456
12datasource.tinyid.secondary.testOnBorrow=false
13datasource.tinyid.secondary.maxActive=10

1、Http方式

tinyid内部一共提供了四个http接口来获取ID和号段。

 1package com.xiaoju.uemc.tinyid.server.controller;
 2
 3/**
 4 * @author du_imba
 5 */
 6@RestController
 7@RequestMapping("/id/")
 8public class IdContronller {
 9
10    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(IdContronller.class);
11    @Autowired
12    private IdGeneratorFactoryServer idGeneratorFactoryServer;
13    @Autowired
14    private SegmentIdService segmentIdService;
15    @Autowired
16    private TinyIdTokenService tinyIdTokenService;
17    @Value("${batch.size.max}")
18    private Integer batchSizeMax;
19
20    @RequestMapping("nextId")
21    public Response<List<Long>> nextId(String bizType, Integer batchSize, String token) {
22        Response<List<Long>> response = new Response<>();
23        try {
24            IdGenerator idGenerator = idGeneratorFactoryServer.getIdGenerator(bizType);
25            List<Long> ids = idGenerator.nextId(newBatchSize);
26            response.setData(ids);
27        } catch (Exception e) {
28            response.setCode(ErrorCode.SYS_ERR.getCode());
29            response.setMessage(e.getMessage());
30            logger.error("nextId error", e);
31        }
32        return response;
33    }
34
35
36
37    @RequestMapping("nextIdSimple")
38    public String nextIdSimple(String bizType, Integer batchSize, String token) {
39        String response = "";
40        try {
41            IdGenerator idGenerator = idGeneratorFactoryServer.getIdGenerator(bizType);
42            if (newBatchSize == 1) {
43                Long id = idGenerator.nextId();
44                response = id + "";
45            } else {
46                List<Long> idList = idGenerator.nextId(newBatchSize);
47                StringBuilder sb = new StringBuilder();
48                for (Long id : idList) {
49                    sb.append(id).append(",");
50                }
51                response = sb.deleteCharAt(sb.length() - 1).toString();
52            }
53        } catch (Exception e) {
54            logger.error("nextIdSimple error", e);
55        }
56        return response;
57    }
58
59    @RequestMapping("nextSegmentId")
60    public Response<SegmentId> nextSegmentId(String bizType, String token) {
61        try {
62            SegmentId segmentId = segmentIdService.getNextSegmentId(bizType);
63            response.setData(segmentId);
64        } catch (Exception e) {
65            response.setCode(ErrorCode.SYS_ERR.getCode());
66            response.setMessage(e.getMessage());
67            logger.error("nextSegmentId error", e);
68        }
69        return response;
70    }
71
72    @RequestMapping("nextSegmentIdSimple")
73    public String nextSegmentIdSimple(String bizType, String token) {
74        String response = "";
75        try {
76            SegmentId segmentId = segmentIdService.getNextSegmentId(bizType);
77            response = segmentId.getCurrentId() + "," + segmentId.getLoadingId() + "," + segmentId.getMaxId()
78                    + "," + segmentId.getDelta() + "," + segmentId.getRemainder();
79        } catch (Exception e) {
80            logger.error("nextSegmentIdSimple error", e);
81        }
82        return response;
83    }
84
85}

nextId、nextIdSimple都是获取下一个ID，nextSegmentIdSimple、getNextSegmentId是获取下一个可用号段。区别在于接口是否有返回状态。

nextId:
'http://localhost:9999/tinyid/id/nextId?bizType=test&token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c'
response ：
{
"data": [2],
"code": 200,
"message": ""
}
 
nextId Simple:
'http://localhost:9999/tinyid/id/nextIdSimple?bizType=test&token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c'
response: 3

2、Tinyid-client客户端

如果不想通过http方式，Tinyid-client客户端也是一种不错的选择。

引用 tinyid-server包

1<dependency>
2    <groupId>com.xiaoju.uemc.tinyid</groupId>
3    <artifactId>tinyid-client</artifactId>
4    <version>${tinyid.version}</version>
5</dependency>

启动 tinyid-server项目打包后得到 tinyid-server-0.1.0-SNAPSHOT.jar ，设置版本 ${tinyid.version}为0.1.0-SNAPSHOT。

在我们的项目 application.properties 中配置 tinyid-server服务的请求地址和用户身份token

1tinyid.server=127.0.0.1:9999
2tinyid.token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c```
3

在Java代码调用TinyId也很简单，只需要一行代码。

1  // 根据业务类型 获取单个ID
2  Long id = TinyId.nextId("test");
3
4  // 根据业务类型 批量获取10个ID
5  List<Long> ids = TinyId.nextId("test", 10);

Tinyid整个项目的源码实现也是比较简单，像与数据库交互更直接用jdbcTemplate实现

 1@Override
 2    public TinyIdInfo queryByBizType(String bizType) {
 3        String sql = "select id, biz_type, begin_id, max_id," +
 4                " step, delta, remainder, create_time, update_time, version" +
 5                " from tiny_id_info where biz_type = ?";
 6        List<TinyIdInfo> list = jdbcTemplate.query(sql, new Object[]{bizType}, new TinyIdInfoRowMapper());
 7        if(list == null || list.isEmpty()) {
 8            return null;
 9        }
10        return list.get(0);
11    }

总结

两种方式推荐使用Tinyid-client，这种方式ID为本地生成，号段长度(step)越长，支持的qps就越大，如果将号段设置足够大，则qps可达1000w+。而且tinyid-client 对 tinyid-server 访问变的低频，减轻了server端的压力。

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原文始发于微信公众号（程序员内点事）：面试被问分布式ID怎么办？滴滴（Tinyid）甩给他

面试被问分布式ID怎么办？滴滴（Tinyid）甩给他

Tinyid介绍

Tinyid的特性

Tinyid原理

Tinyid实现

1、Http方式

2、Tinyid-client客户端

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