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开源通用高性能的分布式id序列组件

来源：博客园

原文地址：https://ntopic.cn/p/2023062101/


【资料图】

  • Gitee源代码仓库：https://gitee.com/obullxl/sequence-jdbc
  • GitHub源代码仓库：https://github.com/obullxl/sequence-jdbc

分布式id序列说明

业务数据的存储，少不了数据记录的id序列。

id序列（或称序列）的生成方式有很多种，比如当前时间戳、数据库的序列值（Oracle的序列，MySQL的自增ID等）、UUID等方式。

这些生成方式都有一定的局限性，如时间戳在业务量较大时容易重复、Oracle序列和MySQL的自增ID限定了数据库类型（且MySQL的自增ID只能保证单库唯一，在分库分表的场景下也不适用）、UUID容易重复且无法保证递增等。

同时，一般业务数据的id序列通常会带上一些业务信息，比如增加业务标识前缀、增加年月日等信息。业务id序列的处理变得多样，则进一步要求业务id序列的生成通用且高效。

通用分布式id序列组件

为了屏蔽业务获取id序列因数据库类型、分库分表等带来的研发和维护成本，我们把分布式id序列的获取抽取为一个通用组件，对业务统一接口和规范。

通用分布式id序列实现方式有很多，本文主要介绍一种基于数据表的实现方式，通过一张表记录所有的业务序列名和值，业务根据序列名获取下一个序列值（和Oracle序列类型，但是无需为每个序列创建序列，因此更简单）：

本方案的设计主要考量点：

  • 通用性：仅依赖一张序列数据表，JDBC支持的数据库均可使用，包括SQLite、MySQL、Oracle、OceanBase等。
  • 高性能：本地缓存一个序列区间，缓存使用完之前无DB交互；缓存的区间可设置，区间越大，DB访问越少，性能越高。
  • 分布式：受益于集中式的序列数据表，保证了序列全局唯一。

分布式id序列组件设计

组件接口设计

组件接口只有1个，就是获取序列：

/** * Author: obullxl@163.com * Copyright (c) 2020-2023 All Rights Reserved. */package cn.ntopic.sequence;/** * 分布式序列服务 * * @author obullxl 2023年06月21日: 新增 */public interface NTSequence {    /**     * 默认序列名称     */    String DEFAULT_SEQUENCE_NAME = "DEFAULT";    /**     * 序列名称最大长度     */    int MAX_SEQUENCE_NAME_LENGTH = 64;    /**     * 获取下一个序列值     *     * @return 获取默认序列的新的唯一的序列值 {@link #DEFAULT_SEQUENCE_NAME}     * @throws IllegalArgumentException 参数非法     */    default long next() {        return this.next(DEFAULT_SEQUENCE_NAME);    }    /**     * 获取下一个序列值     *     * @param sequenceName 序列名称，非空，1~64字符，业务可随意指定（如：用户模块为`USER`，订单模块为`ORDER`等）     * @return 新的唯一的序列值     * @throws IllegalArgumentException 参数非法     */    long next(String sequenceName);}

组件可控参数

在追求通用性和性能的同时，以参数的方式供个性化调控：

  • id序列数据表名：默认值为nt_sequence；但对于不同的业务，对数据表名有要求规范（如：表名前置等），因此序列数据表名可设置
  • id序列起始值：默认值为1，即序列值从1开始递增；但对于存量业务，id值起始值需要比存量最大值要大，否则容易重复
  • id序列最大值：默认值为99999999，序列值递增到最大值，则循环从起始值开始
  • 序列更新重试次数：默认值为10，当缓存序列用尽，需要查询和更新序列数据表，比较存在网络通讯和DB操作，不可避免存在异常失败，失败后会进行重试
  • 序列缓存大小：默认值为1000，值越大，访问DB越少，性能越高，序列的连续性越差（如：缓存大小为1000，当序列用到400时，服务器重启了，那么401~1000直接的序列就丢失了）；相反，值越小，访问DB越多，性能越低，序列的连续性越好。
/** * 属性-数据源 */private final DataSource ntDataSource;/** * 属性-重试次数 */private int retryTimes = 10;/** * 属性-数据表名 */private String tableName = "nt_sequence";/** * 属性-序列获取步长（即序列缓存大小） */private long step = 1000L;/** * 属性-序列最小值 */private long minValue = 1L;/** * 属性-序列最大值 */private long maxValue = 99999999L;

序列组件使用

  • Gitee源代码仓库：https://gitee.com/obullxl/sequence-jdbc
  • GitHub源代码仓库：https://github.com/obullxl/sequence-jdbc

目前JAR包已经发布，通过Gitee进行仓库托管，也可直接使用，2步即可：

  • 第一步：在项目源代码的根pom.xml中，设置仓库地址：
         Gitee-obullxl      https://gitee.com/obullxl/maven-repository/master/repository
  • 第二步：引用JAR包，仅需要依赖本JAR包，无其他JAR包依赖：
    cn.ntopic    sequence-jdbc    1.0.1

在业务代码中调用序列组件样例：

// 1. 构建数据源DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();dataSource.setUrl("jdbc:sqlite:/Users/obullxl/CodeSpace/sequence-jdbc/SequenceJDBC.sqlite");dataSource.setDriverClassName("org.sqlite.JDBC");dataSource.setPoolPreparedStatements(false);dataSource.setMaxPoolPreparedStatementPerConnectionSize(-1);dataSource.setTestOnBorrow(true);dataSource.setTestOnReturn(false);dataSource.setTestWhileIdle(true);dataSource.setValidationQuery("SELECT "1" FROM sqlite_master LIMIT 1");// 2. 初始化序列组件NTSequenceImpl ntSequence = new NTSequenceImpl(dataSource);ntSequence.setTableName(tableName);ntSequence.createTable();ntSequence.init();// 3. 获取序列值@Autowire@Qualifier("ntSequence")private NTSequence ntSequence;// 获取`DEFAULT`默认序列IDlong newId1 = ntSequence.next();long newId2 = ntSequence.next();long newId3 = ntSequence.next();// 获取`USER`用户ID：long newUserId1 = ntSequence.next("USER");long newUserId2 = ntSequence.next("USER");long newUserId3 = ntSequence.next("USER");// 获取`ORDER`订单ID：long newOrderId1 = ntSequence.next("ORDER");long newOrderId2 = ntSequence.next("ORDER");long newOrderId3 = ntSequence.next("ORDER");

完整的使用方法，可参数源代码仓库说明文档（README.md）：

  • Gitee源代码仓库：https://gitee.com/obullxl/sequence-jdbc
  • GitHub源代码仓库：https://github.com/obullxl/sequence-jdbc

分布式id序列测试用例

因为代码较大，请直接查看源代码：

  • Gitee测试源代码：https://gitee.com/obullxl/sequence-jdbc/blob/master/src/test/java/cn/ntopic/sequence/NTSequenceTest.java
  • GitHub测试源代码：https://github.com/obullxl/sequence-jdbc/blob/master/src/test/java/cn/ntopic/sequence/NTSequenceTest.java

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