Компонент для генерации распределённых серийных номеров

Введение в проект

В эпоху микросервисов нам необходимо создавать непрерывные и понятные серийные номера, такие как номера заказов. Это становится довольно хлопотно. Здесь я предлагаю два широко используемых решения для создания компонента распределённой генерации серийных номеров:

1. Использование централизованного хранилища данных для определения шага распределения. В настоящее время поддерживаются базы данных (Mysql) и Redis.
2. Применение алгоритма «снежинка» для получения последовательных серийных номеров, что гарантирует уникальность номеров в многосерверном кластере. Цель компонента — скрыть базовую реализацию серийных номеров и предоставить поддержку разнообразных алгоритмов. Он предназначен для быстрого и удобного использования без необходимости дополнительной настройки.

Структура проекта

Проект состоит из следующих компонентов:

• xsequence-core — основной код;
• xsequence-test — тестовый код;
• doc — папка для хранения тестовых данных и документации.

Поддержка Maven

<dependency>
    <groupId>com.xuanner</groupId>
    <artifactId>xsequence-core</artifactId>
    <version>1.6</version>
</dependency>

Журнал обновлений

v1.0 Добавлена новая функция: поддержка генерации серийных номеров с использованием базы данных. Документация: https://my.oschina.net/u/1271235/blog/1808103. Дата обновления: 2018/05/07.

v1.1 Добавлена новая функция: поддержка генерации серийных номеров с помощью Redis. Документация: https://my.oschina.net/u/1271235/blog/1809437. Дата обновления: 2018/05/09.

v1.2 Добавлена новая функция: поддержка алгоритма «снежинка». Документация: https://my.oschina.net/u/1271235/blog/1812305. Дата обновления: 2018/05/14.

v1.3 Добавлены новые функции: — дружественный API для минимизации взаимодействия с базовой реализацией; — результаты сравнительного анализа трёх реализаций с использованием JMH; — оптимизация алгоритма «снежинка», включая поддержку потоковой безопасности. Дата обновления: 2018/05/31.

v1.4 Никаких изменений не было внесено, но предыдущая версия была недоступна для загрузки через Maven. Версия 1.4 позволяет скачивать её без проблем. Информация: https://www.oschina.net/news/96840/xsequence-1-4-released.

v1.5 Добавлен класс UUIDUtils для генерации UUID.

v1.6 Поддерживает указание начального значения, например, если требуется начать с 60 000, можно установить stepStart=60000.

Сравнение производительности

Подробные отчёты о тестах можно найти в папке jmh в каталоге doc. Здесь представлено краткое описание:

Конфигурация серверов для баз данных и Redis: CPU: одно ядро; ОЗУ: 1 ГБ; Операционная система: CentOS 6.8 64 бит; Широкополосный доступ: 1 Мбит/с.

Заключение: Производительность методов, основанных на использовании шага для генерации серийных номеров, сильно зависит от конкретной конфигурации базы данных или Redis, а также от размера шага. В этом примере использовались относительно слабые аппаратные ресурсы. Однако даже при таких условиях генерация серийных номеров остаётся возможной. Алгоритм «снежинка» демонстрирует высокую производительность, которая практически не зависит от аппаратных ресурсов. Его потенциал для оптимизации ещё не исчерпан. Метод с использованием Redis показывает наибольший потенциал для улучшения производительности.

Простое использование

(1) Использование метода получения интервала с базой данных:

public class DbTest_Api extends BaseTest {

    private Sequence sequence;

    @Before
    public void setup() {
        // Данные источника
        DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();
        dataSource.setUrl("xxx");
        dataSource.setUsername("xxx");
        dataSource.setPassword("xxx");
        dataSource.setMaxActive(300);
        dataSource.setMinIdle(50);
        dataSource.setInitialSize(2);
        dataSource.setMaxWait(500);

        /**
         * Параметры пояснения следующие:
         * dataSource: источник данных базы данных
         * bizName: серийный номер для конкретного бизнеса
         * step: [необязательно] по умолчанию 1000, то есть каждый раз, когда redis получает значение шага, оно устанавливается в соответствии с конкретным бизнес-трафиком. Чем больше значение, тем лучше производительность. Однако риск нарушения серийного номера также увеличивается.
         */
        sequence = DbSeqBuilder.create().dataSource(dataSource).bizName("userId").build();
    }

    @Test
    public void test() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("++++++++++id:" + sequence.nextValue());
        }
        System.out.println("интервал времени:" + (System.currentTimeMillis() - start));
    }
}

(2) Использование метода получения интервала с Redis:

/**
 * Параметры пояснения следующие:
 * ip: IP-адрес соединения redis
 * порт: порт соединения redis
 * auth: если redis настроен с паролем, его необходимо настроить, иначе нет необходимости настраивать
 * bizName: конкретный серийный номер бизнеса
 * step: [необязательно] по умолчанию 1000, то есть каждый раз, когда redis получает значение шага, оно устанавливается в соответствии с конкретным бизнес-трафиком. Чем больше значение, тем лучше производительность. Однако риск нарушения серийного номера также увеличивается.
 */
sequence = RedisSeqBuilder.create().ip("xxx").port(6379).auth("xxx").step(1000).bizName(
                "userId").build();

(3) Использование алгоритма «снежинка»:

 /**
 * Параметры объяснения следующие:
 * datacenterId: обычно можно установить идентификатор центра обработки данных, значение может быть установлено только между [0-31]
 * workerId: обычно устанавливается идентификатор хоста, значение может быть установлено только между [0-31]
 * Только эти два значения используются для обеспечения уникальности сервера.
 */
sequence = SnowflakeSeqBuilder.create().datacenterId(1).workerId(2).build();

(4) Использование класса UUIDUtils:

UUIDUtils.uuid()

Контакты

1. Имя: Xuanner
2. Электронная почта: javaandswing@163.com
3. QQ: 349309307
4. Личный блог: xuanner.com
5. Группа обмена QQ: 813221731