淘宝订单编号，网购交易编码？

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在前一篇文章中，我们介绍了分布式系统设计的几个核心原则，其中提到了分库分表。在实践中，分库分表必然涉及到唯一ID的使用和生成问题，比如订单ID、交易ID等。本文将主要探讨分布式ID设计时需要考虑的因素以及主流的实现方案，同时也会介绍淘宝订单ID的生成方法。

为什么要使用分布式ID

在单体数据库中，我们通常使用自增字段来生成唯一ID。然而，当数据量逐渐增加，需要将数据库进行分库分表来减轻压力时，就需要用外部方式生成唯一ID。

1. 全局唯一性：分布式ID需要保证每个生成的ID在全局范围内是唯一的，避免重复的情况发生。

2. 可排序：生成的ID需要能够按照一定规则进行排序，方便应用在分布式系统中的排序操作。

3. 可适应高并发：在高并发的场景下，分布式ID的生成不能成为系统的性能瓶颈，需要能够支持大规模并发请求。

4. 高可用性：分布式ID生成方案需要保证在系统出现故障或部分节点不可用的情况下，仍然能够正常生成唯一ID。

  1. 唯一性
  2. 高性能
  3. 安全性，防止遍历数据
  4. 结合业务属性编码，如可按生成时间排序、分库表路由

分布式ID生成方案

1 – UUID

UUID（通用唯一标识符）是一个由32个十六进制数字组成的标识符，它被分为五段，其中包含连字符，例如：000e8400-c29b-41d4-be16-116655220000。

优点：全局唯一、去中心化稳定性高、服务器本地生成效率高。这三点特性使得这项技术在实际应用中具有很大的优势。

缺点：字符串长度过长会占用较大的存储空间、非数字索引的效率较低、不支持排序。

2 – 雪花算法

SnowFlake算法是一种专门针对分布式ID生成的解决方案，由Twitter公司推出。该算法采用了64位的整数结构，包括符号位、时间戳、工作进程位和序列号位，可以被存储为长整型（long）数据类型，适合在Mysql中以bigint类型进行存储。

淘宝订单编号，网购交易编码？

  • 从左到右，第一位为符号位，0表示正，1表示负。
  • 时间戳：2^41/（365 * 24 * 60 * 60 * 1000）=69.73年。可表示的范围为69年（从1970年开始），可以用到2039年。
  • 10bit工作位是5位数据中心ID和5位工作ID，其中5位的数据中心ID和5位工作ID的范围是：0到2^5 -1=31，分布式环境中一般都是通过设置不同的数据中心ID和工作ID来确保生成的ID不会重复。
  • 12bit-序列号表示每个机房的每个机器每毫秒可以产生2^12-1（4095）个不同的ID序号

优点：独一无二、无需外部支持、生成数字结果、便于存储和提高索引效率、可按顺序排列

这种ID生成系统的一个缺点是依赖系统时间戳，生成新ID时需要获取的时间戳必须大于上次生成的时间戳，否则会出现错误。因此，在集群中，服务器必须进行时间同步，以防止出现时间回拨而导致生成ID的失败。

国内也有一些针对雪花算法的开源方案。

  • 百度UidGenerator：采用RingBuffer来缓存已生成的UID, 并行化UID的生产和消费, 单机QPS可达600万。
  • 美团Leaf：提高了对时间回拨的容忍性，如果时间回拨小于2秒，生成ID会等待。

3 – 自定义生成算法

根据业务需求自定义生成分布式ID对于诸如淘宝订单号的生成能够发挥重要作用。淘宝订单号一般都由19位数字组成，其中后6位由买家ID的头尾3位组成，前13位包含业务标识和时间戳信息，以确保按顺序排列。前13位也被用作分库分表的路由字段，而后6位则用于特定的分库分表算法以确定数据在哪张表中。使用买家ID作为路由字段可以有效避免数据倾斜。

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