我們目前主流的服務端系統都是分布式的架構。業務分布在不同的機器節點上產生數據，數據也存儲在不同的機器節點。為了方便標識數據，我們使用 唯一且有序 的id來標識數據。即：
整個分布式系統中，新生成的id永遠不會產生與之前已經生成的id重復；
生成的所有id可以根據生成的時間進行排序（生成時間晚的排序順序靠后）
我們來看一下市面上的幾種主流的id生成方案。
一、mysql 集群
由于我們的討論前提是分布式架構的系統，所以這里的 mysql 我們默認是集群版。
眾所周知，mysql 有自帶的唯一id機制，即自增主鍵，可以保證在同一個數據庫中，表內生成的每一條記錄都是唯一且有序的。
但是如果放在分布式系統里面，我們用分庫/分表的架構存儲記錄，那就會導致在系統中產生重復的id。
如下圖，表1 2 3都是存儲相同記錄的不同表（可以在同一個數據庫里，也可以在不同數據庫里），表1 2 3都會產生id相同的數據。
為了解決這個問題，mysql 官方支持數據庫 id 生成時設置步長，可以保證不同數據庫中相同表的id唯一性。
如上圖，每個表都有 不同的起始id和相同的步長 ，這就能保證業務記錄id的唯一性。
設置步長的方案雖然解決了id生成的唯一性，但是也有很大的缺點
不能保證id的有序性和時間的強相關。（由于是分布式系統，不能保證id=4的數據一定在id=3的數據后面生成）
每次新增加一個節點，要重置所有節點的起始值和步長。
第二點只是數據庫管理會麻煩一些，但是第一點不能滿足我們對有序性的要求。
二、id數據庫
這里泛指一套單獨維護的id數據庫，目的是為了保證業務系統內所有的id的唯一性和有序性。
舉幾個例子，比如mysql維護一條表記錄，redis 維護一個key，zookeeper 維護一個序列號。當所有業務都通過調用這些存儲服務來生成+獲取唯一id的時候，就可以保證生成id的唯一性和有序性。
缺點：
需要資源單獨維護一個服務
如果id數據庫掛掉，整個業務就會停擺。如果id數據庫出現數據錯亂，可能會影響到唯一性和有序性
總結一下就是，id數據庫可以提供唯一有序的id，但是有一定的維護成本且系統的風險很高。
三、雪花算法
snowflake是twitter公司采用的一種算法，目的是在分布式系統中產生 全局唯一且整體遞增 的id。
3.1 生成id的結構
3.2 生成原理
我們先看一下雪花id的生成過程：
生成毫秒級別的時間戳，填充到 41bit 的位置
序列號默認為 000000000000 。如果 新生成的時間戳上次生成的相等 ，序列號就會 + 1。將序列號填充到 12bit 位置
存儲當前生成的時間戳到內存中，以便下次生成時判斷
獲取到當前機器+進程的唯一標識，填充到 10bit 的位置
通過上述整個流程我們可以看到，雪花算法可以確保唯一性，單機內在同一毫秒生成的id會有序列號的遞增，多機環境在同一毫秒生成的id會有機器+進程的唯一標識。
但是無法保證強有序性，比如多個機器在同一毫秒內生成的id，就無法按照時間規則進行排序
3.3 缺點
雪花算法除了無法實現嚴格按照時間的有序性之外，還有一個可能存在的風險點，就是 單機時鐘回撥 。
如果一個機器之前已經生成過id，將機器的時間改為之前的時間，那么就有一定幾率會生成與之前相同的id。
四、mongodb 的唯一id生成策略
mongo唯一id生成策略——objectid，和雪花算法相似度極高。區別在于雪花算法要占用64個字節，而 objectid 只需要占用 12個字節，但是objectid只能存儲秒級別時間戳。
objectid如果用字符串表示則有24個字符，但實際上它是由一組十六進制的字符構成，每個字節兩位的十六進制數字，總共用了12字節的存儲空間。
比如：6331500a7cac81af7136236b 這個id
秒級時間戳
機器碼
進程的pid
序號
mongodb 的 objectid 和雪花算法一樣，無法實現嚴格按照時間的有序性，并且由于是秒級別的時間戳，所以不同機器生成的id，不按照時間排序的可能性會大很多。而且如果單機時鐘回撥，也會產生與之前重復的id。
總結
特性/方案mysql 集群id數據庫雪花算法mongodb objectid
唯一性 :white_check_mark: :white_check_mark: :white_check_mark: :white_check_mark:
按照生成時間的有序性 :x: :white_check_mark: :x: :x:
維護的難易程度 難 較難 易維護 易維護
在分布式系統中：
以上四種方案都可以保證生成id的唯一性
如果并發量很小的系統，可以考慮 雪花算法/mongodb objectid 方案來保證有序性
如果并發量很大，只能用id數據庫來保證有序性，但是會比 雪花算法/mongodb objectid 方案增加維護成本?


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