9种分布式ID生成之 美团(Leaf)实战

3万字总结,Mysql优化之精髓

引言

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)。

不了解分布式ID的同学,先行去看《一口气说出 9种 分布式ID生成方式,面试官有点懵了》温习一下基础知识,这里就不再赘述了

美团(Leaf)

Leaf是美团推出的一个分布式ID生成服务,名字取自德国哲学家、数学家莱布尼茨的一句话:“There are no two identical leaves in the world.”(“世界上没有两片相同的树叶”),取个名字都这么有寓意,美团程序员牛掰啊!

Leaf的优势:高可靠、低延迟、全局唯一等特点。

目前主流的分布式ID生成方式,大致都是基于数据库号段模式和雪花算法(snowflake),而美团(Leaf)刚好同时兼具了这两种方式,可以根据不同业务场景灵活切换。

接下来结合实战,详细的介绍一下Leaf的Leaf-segment号段模式和Leaf-snowflake模式

一、 Leaf-segment号段模式

Leaf-segment号段模式是对直接用数据库自增ID充当分布式ID的一种优化,减少对数据库的频率操作。相当于从数据库批量的获取自增ID,每次从数据库取出一个号段范围,例如 (1,1000] 代表1000个ID,业务服务将号段在本地生成1~1000的自增ID并加载到内存.。

大致的流程入下图所示:

在这里插入图片描述


号段耗尽之后再去数据库获取新的号段,可以大大的减轻数据库的压力。对max_id字段做一次update操作,update max_id= max_id + step,update成功则说明新号段获取成功,新的号段范围是(max_id ,max_id +step]。

由于依赖数据库,我们先设计一下表结构:

CREATE TABLE `leaf_alloc` ( `biz_tag` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '业务key', `max_id` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '当前已经分配了的最大id', `step` int(11) NOT NULL COMMENT '初始步长,也是动态调整的最小步长', `description` varchar(256) DEFAULT NULL COMMENT '业务key的描述', `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '数据库维护的更新时间', PRIMARY KEY (`biz_tag`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

预先插入一条测试的业务数据

INSERT INTO `leaf_alloc` (`biz_tag`, `max_id`, `step`, `description`, `update_time`) VALUES ('leaf-segment-test', '0', '10', '测试', '2020-02-28 10:41:03');

biz_tag:针对不同业务需求,用biz_tag字段来隔离,如果以后需要扩容时,只需对biz_tag分库分表即可

max_id:当前业务号段的最大值,用于计算下一个号段

step:步长,也就是每次获取ID的数量

description:对于业务的描述,没啥好说的

将Leaf项目下载到本地:https://github.com/Meituan-Dianping/Leaf

修改一下项目中的leaf.properties文件,添加数据库配置

leaf.name=com.sankuai.leaf.opensource.test leaf.segment.enable=true leaf.jdbc.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xin-master?useUnicode=true&characterEncoding=utf8 leaf.jdbc.username=junkang leaf.jdbc.password=junkang leaf.snowflake.enable=false

注意:leaf.snowflake.enable 与 leaf.segment.enable 是无法同时开启的,否则项目将无法启动。

配置相当的简单,直接启动LeafServerApplication后就OK了,接下来测试一下,leaf是基于Http请求的发号服务, LeafController 中只有两个方法,一个号段接口,一个snowflake接口,key就是数据库中预先插入的业务biz_tag。

@RestController public class LeafController { private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LeafController.class); @Autowired private SegmentService segmentService; @Autowired private SnowflakeService snowflakeService; /** * 号段模式 * @param key * @return */ @RequestMapping(value = "/api/segment/get/{key}") public String getSegmentId(@PathVariable("key") String key) { return get(key, segmentService.getId(key)); } /** * 雪花算法模式 * @param key * @return */ @RequestMapping(value = "/api/snowflake/get/{key}") public String getSnowflakeId(@PathVariable("key") String key) { return get(key, snowflakeService.getId(key)); } private String get(@PathVariable("key") String key, Result id) { Result result; if (key == null || key.isEmpty()) { throw new NoKeyException(); } result = id; if (result.getStatus().equals(Status.EXCEPTION)) { throw new LeafServerException(result.toString()); } return String.valueOf(result.getId()); } }

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