分布式UUID的生成

1.JDK标准API

要生成UUID,大多会直接使用下面这句:

UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");

在多数情况,这样的处理是没问题的,毕竟是JDK标准接口。但是在某些情况下,会出现重复。搜素 uuid 重复,就会发现有人踩到了雷

先看UUID各版本的实现原理:Universally unique identifier

再看JDK的实现(只实现了UUID的1,3,4版本)java.util.UUID

会发现在分布式场景下JDK自带的这个工具类并不好用。原因:

  • 会存在多台Web容器在同1个物理/云主机上,mac地址相同。因此,版本1的UUID,不合适
  • randomUUID实现的是UUID的版本4,产生重复的概率是可以计算出来的,海量存储时,重复不可避免。这也是有人踩雷的原因
  • nameUUIDFromBytes实现的是UUID的版本3,保证种子的唯一性才能确保生成的UUID唯一。在分布式的场景下,如果我们每次都能获取到唯一的种子,那也就不必用这个方法生成UUID了

2.数据库获取UUID

通过这种消耗大量性能来获取UUID,当然可行,但在高并发的场景下你真的会去考虑吗?

3.分布式UUID的生成

分布式?多台Web容器(我们可以称之为实例)在同1个机器(mac地址相同)下?不依赖第3方工具?最好在JVM解决?

思路

  • 确保每台实例具有唯一的名字(我们可以称之为实例名)

  • 确保某台实例生成的UUID不会重复: 当前系统时间 + 递增的数值(避免高并发的影响)

因此,算法如下:

UUID = 实例名 + 当前系统时间毫秒数 + 递增的int数

方法

  1. 对每台Web容器的JAVA_OPTIONS配置不一样的实例名

    以Tomcat(8.0.53)为例,在startup.bat里配置:

    rem to set JAVA_OPTS
    set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dinstance.name=cico.mba"

    这样,上文的instance.name,就变成了JVM里的1个参数了

  2. 代码实现

    package java.main;
    
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    public class UUIDUtil {
    
        /* 从当前Web容器的JAVA_OPTIONS中,获取JVM的配置:当前实例名 */
        private static final String INSTANCE_NAME = System.getProperty("instance.name");
        /* 实例名脱敏后的值 */
        private static String INSTANCE_NAME_BY_NUM = null;
        /* 计数器。AtomicInteger是java.util.concurrent下的类,JDK的算法工程师会避免并发问题 */
        private static AtomicInteger CNT = new AtomicInteger(0);
    
        /**
         * 初始化INSTANCE_NAME_BY_NUM。需考虑并发
         */
        private synchronized static void initInstanceNameByNum() {
            if (null != INSTANCE_NAME_BY_NUM) {
                return;
            }
            char[] chars = INSTANCE_NAME.toCharArray();
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (char c : chars) {
                sb.append((int) c);
            }
            INSTANCE_NAME_BY_NUM = sb.toString();
        }
    
        /**
         * 生成分布式的UUID
         * 
         * @return
         */
        public static String getConcurrentUUID() {
            if (null == INSTANCE_NAME) {
                return null;
            }
            if (null == INSTANCE_NAME_BY_NUM) {
                initInstanceNameByNum();
            }
            StringBuilder uuid = new StringBuilder();
            uuid.append(INSTANCE_NAME_BY_NUM);
            uuid.append(System.currentTimeMillis());
            uuid.append(CNT.incrementAndGet());
            return uuid.toString();
        }
    }   

说明

通过上文的方法可在JVM内快速生成支持分布式的UUID。这个UUID的长度:

  • 13: System.currentTimeMillis()的长度是13位
  • 11: Integer.MIN_VALUE的长度。Int值递增,达到Int的上限后,会从负数重新计数,因此长度是11位
  • 2 * 实例名的字符数。实例名一般由字母、数字、小数点、减号、下划线组成,这些字符的ASCII码值是2位

如果这个UUID需要持久化,持久化的字段可定义成VARCHAR2(255),其中实例名的字符数最大可以是115 = ( 255 - 13 - 11 ) / 2

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转载自www.cnblogs.com/cico/p/9965467.html