【SpringBoot篇】基于Redis实现生成全局唯一ID的方法

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🍔生成全局唯一ID

是一种在分布式系统下用来生成全局唯一id的工具

在项目中生成全局唯一ID有很多好处，其中包括：

• 数据库主键：在数据库中，唯一ID可以作为主键，确保每条记录的唯一性，便于快速检索和更新数据。
• 分布式系统：在分布式系统中，生成全局唯一ID可以避免不同节点生成相同的ID，确保整个系统的数据一致性。
• 日志追踪：在日志系统中，给每条日志分配唯一ID可以方便进行日志的追踪和分析。
• 安全性：某些场景下，需要对数据进行加密或者数据权限控制，唯一ID可以作为安全机制的一部分。
• 缓存键值：在缓存系统中，使用唯一ID作为键值可以避免不同数据之间的冲突。
• 数据分片：在分布式存储系统中，唯一ID可以作为数据分片的标识，便于数据的存储和查询。

总之，生成全局唯一ID有助于提高系统的可用性、数据的完整性和安全性，同时也方便数据的管理和分析。因此，在许多项目中都会需要生成全局唯一ID来满足系统的需求。

🌹为什么要生成全局唯一id

生成全局唯一ID的主要目的是确保系统中的实体（如对象、记录、消息等）具有唯一性标识。以下是一些常见的原因：

• 数据唯一性：全局唯一ID可以确保在系统中每个实体都有一个独一无二的标识符，避免数据冲突和重复。
• 数据库索引：全局唯一ID通常用作数据库表的主键或索引，以提高数据查询和检索的效率。
• 分布式系统：在分布式系统中，各个节点可能同时生成ID，为了避免ID的冲突，需要使用全局唯一ID算法确保整个系统中的ID唯一性。
• 数据跟踪与关联：通过给实体分配唯一ID，可以轻松追踪和关联数据，例如日志记录、事务管理、审计等。
• 安全性和权限控制：全局唯一ID可以用于确保数据的安全性和权限控制，限制对特定实体的访问和操作。
• 缓存与缓存失效：在缓存系统中，使用全局唯一ID作为缓存键，可以确保不同实体之间的键不会冲突，并且在缓存失效时能够正确地重新加载数据。

总结来说，生成全局唯一ID有助于确保数据的唯一性、提高系统的可用性和性能，并支持数据跟踪、安全性和权限控制等功能。这在许多系统和应用中都是一个重要的需求。

🌺生成全局id的方法

✨代码实现

ID生成器的算法如下

我们要先生成时间戳，在生成序列号，然后进行拼接

packagecom.hmdp.utils;importorg.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;importorg.springframework.stereotype.Component;importjava.time.LocalDateTime;importjava.time.ZoneOffset;importjava.time.format.DateTimeFormatter;@ComponentpublicclassRedisIdWorker{/**
     * 开始时间戳
     */privatestaticfinallongBEGIN_TIMESTAMP=1640995200L;/**
     * 序列号的位数
     */privatestaticfinalintCOUNT_BITS=32;privateStringRedisTemplate stringRedisTemplate;publicRedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate){this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}publiclongnextId(String keyPrefix){// 1.生成时间戳LocalDateTime now =LocalDateTime.now();long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);long timestamp = nowSecond -BEGIN_TIMESTAMP;// 2.生成序列号// 2.1.获取当前日期，精确到天String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd"));// 2.2.自增长long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:"+ keyPrefix +":"+ date);// 3.拼接并返回return timestamp <<COUNT_BITS| count;}}

这段代码的 timestamp << COUNT_BITS | count;是怎么算出序列号的

在这段代码中，timestamp << COUNT_BITS | count 是通过位运算来生成最终的ID值。

首先，timestamp 是时间戳，代表了从开始时间戳到当前时间的秒数差。COUNT_BITS 是序列号的位数，这里是32位。

位运算符 << 是左移操作符，将 timestamp 的二进制表示向左移动 COUNT_BITS 位，

就是将时间戳占据高位。这样做是为了给序列号腾出足够的空间

。

然后，使用位运算符 | 进行按位或操作，将左移后的时间戳与序列号 count 进行按位或操作，合并它们的二进制表示。

最终得到的结果就是一个64位的ID，其中高位是时间戳部分，低位是序列号部分。

编写代码进行测试

packagecom.hmdp;importcom.hmdp.entity.Shop;importcom.hmdp.service.impl.ShopServiceImpl;importcom.hmdp.utils.CacheClient;importcom.hmdp.utils.RedisIdWorker;importorg.junit.jupiter.api.Test;importorg.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;importorg.springframework.data.geo.Point;importorg.springframework.data.redis.connection.RedisGeoCommands;importorg.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;importjavax.annotation.Resource;importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.Map;importjava.util.concurrent.CountDownLatch;importjava.util.concurrent.ExecutorService;importjava.util.concurrent.Executors;importjava.util.concurrent.TimeUnit;importjava.util.stream.Collectors;importstaticcom.hmdp.utils.RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY;importstaticcom.hmdp.utils.RedisConstants.SHOP_GEO_KEY;@SpringBootTestclassHmDianPingApplicationTests{@ResourceprivateCacheClient cacheClient;@ResourceprivateShopServiceImpl shopService;@ResourceprivateRedisIdWorker redisIdWorker;privateExecutorService es =Executors.newFixedThreadPool(500);@TestvoidtestIdWorker()throwsInterruptedException{CountDownLatch latch =newCountDownLatch(300);Runnable task =()->{for(int i =0; i <100; i++){long id = redisIdWorker.nextId("order");System.out.println("id = "+ id);}
            latch.countDown();};long begin =System.currentTimeMillis();for(int i =0; i <300; i++){
            es.submit(task);}
        latch.await();//等待上面的结束long end =System.currentTimeMillis();System.out.println("time = "+(end - begin));}@TestvoidtestSaveShop()throwsInterruptedException{Shop shop = shopService.getById(1L);
        cacheClient.setWithLogicalExpire(CACHE_SHOP_KEY+1L, shop,10L,TimeUnit.SECONDS);}}

在技术的道路上，我们不断探索、不断前行，不断面对挑战、不断突破自我。科技的发展改变着世界，而我们作为技术人员，也在这个过程中书写着自己的篇章。让我们携手并进，共同努力，开创美好的未来！愿我们在科技的征途上不断奋进，创造出更加美好、更加智能的明天！