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数据库主键 ID 生成策略

mysql 搞代码 4年前 (2022-01-09) 23次浏览 已收录 0个评论

前言: 

系统唯一 ID 是我们在设计一个系统的时候常常会遇见的问题,下面介绍一些常见的 ID 生成策略。

本文来源gao!daima.com搞$代!码网

Sequence ID

● UUID

● GUID

● COMB

● Snowflake

最开始的自增 ID 为了实现分库分别的需求,会在自增的前提下,使用不同起点,但需要做数据库拓展时,极其麻烦。 比如刚开始时,我们设计某个系统的数据库时,这个数据库中会有 10 个表,那么我们对于每个表的内容都需要不同的 ID 我们就可以使用不同不长自增的形式,比如,第一张表的是 1、11、21、31。。。 第二张表是 2、12、22、32。。。 第三张表是 3、13、23、33。。。 第十张表就是 10、20、30。。。 但是这样的问题就是,如果有一天我发现这个系统的 10 张表已经不够用了,我想要再添加一张表,那么这时的主键应该怎么分配呢? 另外,如果对于多个数据库的数据希望合并,但是对于这种简单的生成 ID 方式,重复的可能性很大,所以几乎一定会发生重复这种情况。 显然,如果使用之前的方法的可扩展性会比较差。

相比自增 ID,UUID 生成唯一主键更加方便(数据量非常大的情况下,存在重复的可能),但由于 UUID 的无序性,性能不如自增 ID,字符串储存,储存空间大,查询效率低。关键:使用 uuid 的缺点是查询效率低啊!

COMB 相对于 UUID,增加了生成 ID 的有序性,插入与查询效率都有所提高。 这篇文章有简单的分析。

Sonwflake 是 Twitter 主键生成策略,可以看做是 COMB 的一种改进,用 64 位的长整型代替 128 位的字符串。ID 构成:第一位 0 + 41 位的时间前缀 + 10 位的节点标识 + 12 位的 sequence 避免并发的数字。

第一部分:Sequence ID


数据库自增长序列或字段,最常见的方式。由数据库维护,数据库唯一。

优点:

简单,代码方便,性能可以接受。

数字 ID 天然排序,对分页或者需要排序的结果很有帮助。

缺点:

不同数据库语法和实现不同,数据库迁移的时候或多数据库版本支持的时候需要处理。

在单个数据库或读写分离或一主多从的情况下,只有一个主库可以生成。有单点故障的风险。

在性能达不到要求的情况下,比较难于扩展。

如果遇见多个系统需要合并或者涉及到数据迁移会相当痛苦。

分表分库的时候会有麻烦。

优化方案:

针对主库单点,如果有多个 Master 库,则每个 Master 库设置的起始数字不一样,步长一样,可以是 Master 的个数。

比如:Master1 生成的是 1,4,7,10,Master2 生成的是 2,5,8,11 Master3 生成的是 3,6,9,12。这样就可以有效生成集群中的唯一 ID,也可以大大降低 ID 生成数据库操作的负载。

第二部分:UUID


npm 管理 https://www.npmjs.com/package/uuid

常见的方式,128 位。可以利用数据库也可以利用程序生成,一般来说全球唯一。

UUID 是 128 位的全局唯一标识符,通常由 32 字节的字符串表示。它可以保证时间和空间的唯一性,也称为 GUID,全称为:UUID ―― Universally Unique IDentifier,Python 中叫 UUID。

它通过 MAC 地址、时间戳、命名空间、随机数、伪随机数来保证生成 ID 的唯一性。

UUID 主要有五个算法,也就是五种方法来实现。

(1)、uuid1()

――基于时间戳。由 MAC 地址、当前时间戳、随机数生成。可以保证全球范围内的唯一性,但 MAC 的使用同时带来安全性问题,局域网中可以使用 IP 来代替 MAC。


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