今天介绍的雪花算法:Snowflake,可以让负责生成分布式 ID 的每台机器在每毫秒内生成不一样的 ID。Snowflake 是 Twitter 开源的分布式 ID 生成算法,它不依赖数据库。
唯一ID算法Snowflake相信大家都不墨生,他是Twitter公司提出来的算法。非常广泛的应用在各种业务系统里。也因为Snowflake的灵活性和缺点,对他的改造层出不穷,比百度的UidGenerator、美团的Leaf、索尼的Sonyflake等等。这篇帖子主要是讲一下原生的Snowflake算法、缺点及改造方案,并分析索尼的Sonyflake源码对原生Snowflake的改造,
Snowflake(雪花) 是一项服务,用于为 Twitter 内的对象(推文,直接消息,用户,集合,列表等)生成唯一的 ID。这些 IDs 是唯一的 64 位无符号整数,它们基于时间,而不是顺序的。完整的 ID 由时间戳,工作机器编号和序列号组成。当在 API 中使用 JSON 数据格式时,请务必始终使用 id_str 字段而不是 id,这一点很重要。这是由于处理JSON 的 Javascript 和其他语言计算大整数的方式造成的。如果你遇到 id 和 id_str 似乎不匹配的情况,这是因为你的环境已经解析了 id 整数,并在处理的过程中仔细分析了这个数字。
至于为什么叫雪花算法,是因为科学家通过研究认为自然界中不存在两片完全相同的雪花,所以这种算法用雪花来命名也是强调它生成的编号不会重复吧
在分布式系统中,如何在各个不同的服务器上产生数据主键ID值? 比如,有一个订单系统被部署在了AB两个节点上(即两台服务器上),那么如何在这两个节点上各自生成订单ID,并且保证ID值不会冲突? 通常有以
来源:https://blog.twitter.com/engineering/en_us/a/2010/announcing-snowflake[2]
在软件开发中,生成唯一ID是一项常见而重要的任务。唯一ID的生成不仅仅是为了标识数据记录,还可以应用于分布式系统、数据库主键、日志跟踪等场景。本文将介绍几种目前技术领域最常使用的唯一ID生成方法,并通过代码示例展示它们的实际应用。
在分布式系统中,每个实体都需要一个全局唯一的标识符(ID)。Go语言因其高效的并发处理能力和丰富的库支持,成为构建分布式ID生成器的理想选择。本文将探讨几种常见的分布式ID生成策略,以及它们在Go中的实现,同时分析可能遇到的问题和解决方法。
分布式策略ID的主要应用在互联网网站、搜索引擎、社交媒体、在线购物、金融、大数据处理、日志场景中,这些应用需要支持大量的并发请求和用户访问,分布式ID策略可以通过请求分发到不同的服务器节点来做计算,以提高服务的响应速度和可用性。 常见的分布式ID生成策略: ● UUID(Universally Unique Identifier) ● 雪花算法(Snowflake) ● Redis原子自增 ● 基于数据库的自增主键(有些数据库不支持自增主键) ● 取当前毫秒数 本文主要简单介绍下雪花ID算法(Snowflake)的Python语言的计算方法。
过去的项目开发中,我们常常选用的数据库是mysql,mysql以其体积小、速度快等优势,备受中小型项目的青睐。随着项目数据量的迅速增长,mysql已无法满足我们的项目需求,数据迁移迫在眉睫。经多方对比综合考虑,我们选择了tidb分布式数据库。但是数据迁移后我们遇到一个问题,之前mysql数据库中,我们采用的是自增id主键,可选用的tidb又对自增主键不是很友好,所以我们选用了另一种主键生成方式:Snowflake算法。
根据推特官方的介绍,雪花算法是由Twitter开发的一种全局唯一ID生成算法,它的设计目标是在分布式系统中生成唯一ID,具备趋势递增、高性能、可扩展等特点。其实雪花算法生成的唯一ID是由64位二进制数组成,可以分解为三个部分:
很多人一想到IM应用开发,第一印象就是“长连接”、“socket”、“保活”、“协议”这些关键词,没错,这些确实是IM开发中肯定会涉及的技术范畴。
图片.png整个结构是64位,所以我们在Java中可以使用long来进行存储。该算法实现基本就是二进制操作,单机每秒内理论上最多可以生成1024*(2^12),也就是409.6万个ID(1024 X 4096 = 4194304)
分布式 ID 生成算法的有很多种,Twitter 的 SnowFlake 就是其中经典的一种。
雪花算法(Snowflake)是一种分布式唯一 ID 生成算法,能够生成唯一的、有序的、高可用的 ID,常用于分布式系统中作为全局唯一标识符(GUID)。雪花算法生成的 ID 是一个 64 位的整数,其中高位是时间戳,中间位是机器 ID,低位是序列号。
分布式策略ID的主要应用在互联网网站、搜索引擎、社交媒体、在线购物、金融、大数据处理、日志场景中,这些应用需要支持大量的并发请求和用户访问,分布式ID策略可以通过请求分发到不同的服务器节点来做计算,以提高服务的响应速度和可用性。
上图是Snowflake的Github仓库,master分支中的REAEMDE文件中提示:初始版本于2010年发布,基于Apache Thrift,早于Finagle(这里的Finagle是Twitter上用于RPC服务的构建模块)发布,而Twitter内部使用的Snowflake是一个完全重写的程序,在很大程度上依靠Twitter上的现有基础架构来运行。
客观地说,如果一定要用uuid生成订单号这类东西也能凑合用,但是它有着罄竹难书的“罪行”:肉眼可见,它是无序的;长度是64位数字字母随机组合的字符串,占用空间巨大;完全不具备业务属性,也就是说使用uuid你完全无法推算出它到底是干嘛的;因为无序,所以趋势递增就更不用指望了;所以用uuid生成订单号就是自杀行为,适合它的是类似生成token令牌的场景。
某个项目采用了数据库(MySQL)自增ID作为主要业务数据的主键。数据库自增ID使用简单,自动编号,速度快,而且是增量增长,按顺序存放,对于检索非常有利。
作者:CoderZS juejin.im/post/5d8882d8f265da03e369c063
整个结构是64位,所以我们在Java中可以使用long来进行存储。该算法实现基本就是二进制操作,单机每秒内理论上最多可以生成1024*(2^12),也就是409.6万个ID(1024 X 4096 = 4194304)
github官网: https://github.com/twitter-archive/snowflake
但是当数据量非常大时,仅靠数据库的自增主键是远远不够的。不仅是因为单表容量有限,数据库自增主键的性能也并不高。此外,某些数据库并不自带主键自增功能,需要业务代码来实现(比如Redis缓存)。
snowflake是Twitter开源的分布式ID生成算法,结果是一个long型的ID。其核心思想是:使用41bit作为毫秒数,10bit作为机器的ID(5个bit是数据中心,5个bit的机器ID),12bit作为毫秒内的流水号,最后还有一个符号位,永远是0。
无论是在分布式系统中的ID生成,还是在业务系统中请求流水号这一类唯一编号的生成,都是软件开发人员经常会面临的一场景。而雪花算法便是这些场景的一个解决方案。
算下来,已有半月之久没写文章,都是在吃老本,再不写估计就要废了,下班回来告诉自己就算通宵也要把这篇写完。
虽然PHP提供了一个生成唯一ID的函数uniqid(),但这个函数真的可以生成唯一ID吗?我们来看看uniqid()的具体实现:
对于单体系统来说,主键ID可能会常用主键自动的方式进行设置,这种ID生成方法在单体项目是可行的,但是对于分布式系统,分库分表之后,就不适应了,比如订单表数据量太大了,分成了多个库,如果还采用数据库主键自增的方式,就会出现在不同库id一致的情况,虽然是不符合业务的
SnowFlake 算法:是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。 核心思想:使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 id。 首先了解一下雪花ID的结构:从网上盗用一张;
📷 pip安装 pip3 install pysnowflake 启动服务 snowflake_start_server 调用算法 import snowflake.client def get_snowflake_uuid(): guid = snowflake.client.get_guid() return guid get_snowflake_uuid()
UUID 和 Snowflake 都可以生成唯一标识,在分布式系统中可以说是必备利器,那么我们该如何对不同的场景进行不同算法的选择呢,UUID 简单无序十分适合生成 requestID, Snowflake 里面包含时间序列等,可以用于排序,效率都还可以,本文详细介绍了我们选择的使用不同算法的原因,两种算法不同维度的对比。
上一篇文章《面试必备:如何将一个长URL转换为一个短URL?》中谈到如何将长地址URL转换为短地址URL,其中谈到了一个比较理想的解决方案就是使用发号器生成一个唯一的整数ID,然后转换为62进制,作为短地址URL。
今天咱们继续一起来探究下,分布式ID在分库分表中起到的作用以及如何使用,ShardingSphere-jdbc中已经为我们提供了多种分布式主键ID生成策略。接下来将分别介绍这些策略的优缺点,看看它们在实际应用中的场景和效果。
SnowFlake 算法,是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。其核心思想就是:使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 id。在分布式系统中的应用十分广泛,且ID 引入了时间戳,基本上保持自增的,后面的代码中有详细的注解。
现在的系统中,很多系统都不是单体的了,都是以集群的方式部署的。系统也是分布式的了。我们很多场景都需要生成全局的ID。比如我们将数据库进行分库分表后,就需要全局的不重复的主键ID。比如在一些业务中,我们需要给用户生成不重复的编号(这里不是数据库的主键ID),如1000,1001,1002...。那么我们如何生成全局的ID呢?
上两篇讲到了我们的系统在面临大并发读取的时候,采用了读写分离主从复制(数据库读写分离方案,实现高性能数据库集群)的方案去应对,后来又面临了大并发写入的时候,系统数据库采用了分库分表的方案(数据库分库分表方案,优化大量并发写入所带来的性能问题),通过垂直拆分以及水平拆分的方式,将数据分到多个库和多个表中去应对的,即现在是这样的一套分布式存储结构。
ID是数据的唯一标识,传统的做法是利用UUID和数据库的自增ID,在互联网企业中,大部分公司使用的都是Mysql,并且因为需要事务支持,所以通常会使用Innodb存储引擎,UUID太长以及无序,所以并不适合在Innodb中来作为主键,自增ID比较合适,但是随着公司的业务发展,数据量将越来越大,需要对数据进行分表,而分表后,每个表中的数据都会按自己的节奏进行自增,很有可能出现ID冲突。这时就需要一个单独的机制来负责生成唯一ID,生成出来的ID也可以叫做分布式ID,或全局ID。下面来分析各个生成分布式ID的机制。
数据库中间件承担应用与数据库之间的粘合与润滑,数据库中间件设计的合理应用跑起来就丝滑,否则会拉胯。本文就常见数据库组件相关的功能设计点做个归纳整理:
snowflake(雪花算法)是一个开源的分布式ID生成算法,结果是一个long型的ID。snowflake算法将64bit划分为多段,分开来标识机器、时间等信息,具体组成结构如下图所示:
很多场景需要使用全局唯一ID,用来标识唯一一条消息,唯一一笔交易,唯一一个用户,唯一一张图片等等。 传统数据库表的自增主键是很简单的一种实现方式,前提是你没有分库,也没有分表,如果你分表了,id就会重复,失去唯一性:
业务量小于500W或数据容量小于2G的时候单独一个mysql即可提供服务,再大点的时候就进行读写分离也可以应付过来。但当主从同步也扛不住的是就需要分表分库了,但分库分表后需要有一个唯一ID来标识一条数据,数据库的自增ID显然不能满足需求;特别一点的如订单、优惠券也都需要有唯一ID做标识。此时一个能够生成全局唯一ID的系统是非常必要的。那么这个全局唯一ID就叫分布式ID。
SnowFlake 算法生成的 ID 是一个 64 位的整数,它的结构如下图所示:
在分布式系统中,生成全局唯一的ID是一个常见的需求。但是,在分布式系统中,单机生成的ID难以保证全局唯一性,因此需要一种分布式ID生成方案。
雪花算法 SnowFlake 内部结构【分布式ID生成策略】
前两天粉丝给我留言吐槽最近面试:“四哥,年前我在公司受点委屈一冲动就裸辞了,然后现在疫情严重两个多月还没找到工作,接了几个视频面试也都没下文。好多面试官问完一个问题,紧接着说还会其他解决方法吗?能干活解决bug不就行了吗?那还得会多少种方法?”
前几天写过一篇《一口气说出 9种 分布式ID生成方式,面试官有点懵了》,里边简单的介绍了九种分布式ID生成方式,但是对于像美团(Leaf)、滴滴(Tinyid)、百度(uid-generator)都是一笔带过。而通过读者留言发现,大家普遍对他们哥三更感兴趣,所以后边会结合实战,详细的对三种分布式ID生成器学习,今天先啃下美团(Leaf)。
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