Redis全域ID產生器如何實現

全域ID產生器，是一種在分散式系統下用來產生全域唯一ID的工具，一般滿足下列特性：

• 唯一性：確保ID是唯一的，不可重複

• 遞增性：確保是整體逐漸增大的，這樣有利於資料庫建立索引

• 安全性：ID的規律性不是特別的明顯，防止根據ID號猜測其他的ID，確保安全性

• 可高效能：確保產生ID的速度夠快

• 高可用：確保任何時候都能用

實作原理：

為了提高ID的安全性，可以採用將Redis自增數值與其他資訊進行拼接的方式來組成ID，具體組成方式如圖所示：

• 符號位元：1bit，永遠為0，表示正數

•  時間戳記：31bit，以秒為單位，可以使用大約69年

•  序號：32bit，相同秒數的情況下，ID在序號位置上增加，支援每秒產生2^32個不同的ID

程式碼實作：

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);
    }
}

產生序號：

Redis的自增是有上限的，最大值為2^64。儘管這個數字很大，但畢竟有一個上限，如果時間夠長，仍有可能超過這個數字。所以即使是同一個業務，也不能使用同一個key。因此可以在key中增加日期，例如：icr:業務名:2022:05:14。以這種方式產生的鍵每天都會是一個新的鍵，每天的自增量不會超過2^64，因此這樣的鍵是比較合適的選擇。

以上是Redis全域ID產生器如何實現的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！