概述

本篇文章主要講述分佈式ID生成算法中最出名的Snowflake算法。搞開發的，數據庫主鍵最常見的就是int類型的自增主鍵和GUID類型的uniqueidentifier。

那麼為何還要引入snowflake呢？

INT自增主鍵

自增主鍵是解決主鍵生成的最簡單方案，它有如下優勢：

1. 數據庫本身負責主鍵生成，效率高
2. 數據庫本身保證主鍵順序遞增，方便存儲和檢索

相對應的，它也有如下缺點：

1. 嚴重依賴數據庫服務
2. 強順序遞增，不易橫向擴展
3. 分庫分表很難處理
4. 不方便導入數據
5. 上層應用在插入數據時，如果需要獲知主鍵，必須再次查詢

總結來說，INT自增主鍵在單機性能和主鍵嚴格遞增上由很大的優勢，但是在擴展性和分佈式數據庫上有較大限制

GUID主鍵

GUID（全局唯一標識符，Globally Unique Identifier）為128位（16字節），它使用太網卡地址、納秒級時間、芯片ID碼和許多可能的數字根據算法動態生成，理論上可以有2^128個結果，

所以產生2個相同的ID的幾率非常小。

它的優點如下：

1. 應用生成，解放服務器壓力
2. 生成的ID可以做到全庫唯一，方便數據庫分庫分表、數據導入

缺點也很明顯：

1. 16字節太長，浪費空間
2. 非順序遞增，增加數據庫存儲和檢索開銷

在做數據庫主鍵選則時，如果系統較小，業務邏輯相對簡單，可以考慮使用自增主鍵；如果業務複雜，涉及到分庫分表分佈式等，建議考慮GUID。如果認為GUID的缺點太影響使用，

可以考慮馬上開始重點介紹的分佈式ID生成算法 Snowflake

Snowflake是由Twitter提出並首先使用的分佈式ID生成算法，使用它來生成分佈式趨勢遞增的Id。

1. 分佈式
2. Id有分佈式系統的節點自己生成
3. 趨勢遞增
4. 主鍵非嚴格順序遞增的，而是根數時間順序遞增，這在一定程度上保證了數據存儲和索引的效率

算法講解

總長度為64位長整型（8字節）

1位：首字節固定為0，來保證所有生成的數據都是正數

41位：第2到第42位共41字節，用於生成毫秒級時間戳，計算大概(2^41−1)/(1000∗60∗60∗24∗365)=69 年，對於一般系統來說絕對夠用。

10位： 第43位到第52位為工作機ID，可表示2^10=1024臺設備，一般高5位表示機房Id（datacenterId），低5位表示工作節點ID（workid）

12位：第53位到第64位表示序列號，2^12-1=4095

綜上算法，表示單機每毫秒可以提供4095個Id，所有機器每毫秒可生成4095*1024=4194304個Id。

它的優點如下：

1. 應用生成，解放服務器壓力
2. 生成的ID可以做到全庫唯一，方便數據庫分庫分表、數據導入
3. 8字節，長整型，節省空間
4. 趨勢遞增，方便數據存儲和查詢

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關鍵字: 算法 自增 主鍵