如何快速开发一个支持高效、高并发的分布式ID生成器（一）

ID生成器是指能产生不重复ID服务的程序，在后台开发过程中，尤其是分布式服务、微服务程序开发过程中，经常会用到，例如，为用户的每个请求产生一个唯一ID、为每个消息产生一个ID等等，ID生成器也是进行无状态服务开发的重要需求之一。

ID生成器有其特殊要求：

（1）    产生的ID不能重复，在任何情况下产生的ID都不能重复，例如：在ID生成器程序重启之后，ID生成器产生的新ID不能与重启之前产生的ID重复；

（2）    ID尽可能短小，由于很多情况下，ID需要被存储或者传输，因此在满足ID不重复的基础上ID长度尽可能短小，以降低存储或传输资源的浪费；

（3）    支持高并发低延时请求，ID生成器需要应付大量的请求服务，因此要提供高并发的请求，同时要求请求响应的延时时间尽可能小，一般在10毫秒以内；

（4）    支持多ID，在实际开发过程中，有太多的情形都需要ID服务，例如：每个消息、每个用户请求、每次事务的处理等等，这些不同的应用场景都需要自己的ID，因此ID生成器需要满足同时为不各应用场景产生不同ID的服务；

（5）    在特殊场合下还需要满足ID有序，例如递增或者递减；

（6）    高可靠服务，在ID生成器的实际部署过程中，可能会遇到断电、断网、程序异常崩溃等等各种奇怪的问题，因此，如何能保证ID生成器提供稳定高效的服务，是分布式服务开发过程中，首先要解决的问题。

下面将介绍如何使用redis的INCR来快速开发一个满足上述需要的ID生成器服务，INCR命令是Redis针对value为字符串操作，它要求value的最大值为64位，每次操作将redis中的value值加1，并返回递增之后的值。其架构如下所示：

使用redis作为ID生成器的数据源，为满足ID生成器的特殊要求，需特殊部署redis：

（1）    要启用两个独立的redis，这里的两个redis需要独立部署，尽量不要和其他业务复用redis；

（2）    两个redis一个为主一个为从，主提供ID生产服务，从做持久化，从而保证数据源的高效、安全；

上述部署中，按照如下方式满足ID生成器的特殊需求：

（1）    用主redis提供产生ID服务，但不进行持久化操作，Redis本身的高性能可满足ID生成器的高性能和低延时的要求，在实际测试过程中，可产生300多万/秒的ID，且请求延时为1~2毫秒；

（2）    用从Redis做持久化，保证在master挂掉之后，slave能提供服务，主从全部挂掉之后，ID数据源也被持久化到了硬盘，从而保证重新启动redis之后，ID会从持久化的位置开始产生，就不会再产生重复的ID；

（3）    redis本身的key-value机制就可以提供多种ID服务，只需要为每个需求的ID产生不同的key值即可，例如在redis中消息ID的key为“id.msg”，日志ID的key值为“id.log”等等，这样消息的ID和日志的ID就可以独自完成递增操作而互补干扰。

（4）    redis的INCR和DECR两个指令，可以产生递增或者递减的ID服务；

（5）    redis的ID的类型最大长度为64位，可以从0开始，依次递增产生，所产生的ID就是最短的；

如果项目紧急，使用上述方式就可以很快搭建一个ID生成器服务，但是上诉ID生成器服务还存在一些缺陷：

（1）    与应用耦合高，没有对外屏蔽掉内部实现细节，例如redis，在使用时，用户完全不需要知道ID生成器使用什么产生的ID；

（2）    扩展性差，在项目规模较大时，ID的应用会非常多，如果用一个redis无法满足需求时，不方面扩展；

真正的ID生成器服务还需解决上述问题。