您现在的位置是:首页 > 文章详情

CosId 0.9.2 发布,通用、灵活、高性能的分布式 ID 生成器

日期:2021-06-28点击:521

CosId 通用、灵活、高性能的分布式 ID 生成器

介绍

CosId 旨在提供通用、灵活、高性能的分布式系统 ID 生成器。 目前提供了俩大类 ID 生成器:SnowflakeId (单机 TPS 性能:409W/s JMH 基准测试)、RedisIdGenerator (单机 TPS 性能(步长 1000):3687W+/s JMH 基准测试)。

更新内容(0.9.2) 🎉 🎉 🎉

  1. 增强:支持自定义配置机器状态存储(LocalMachineState)自定义位置(spring-boot-starter-cosid)。
  2. 增强:公开暴露 MachineId (spring-boot-starter-cosid)。
  3. 增强:支持自定义配置为 SecondSnowflakeId(spring-boot-starter-cosid)。
  4. 增强:优化 RedisIdGenerator 性能。
  5. 增强:RedisMachineIdDistributor 按照实例是否有状态选择不同 MachineId 归还策略。

SnowflakeId

Snowflake

SnowflakeId 使用 Long (64 bits) 位分区来生成 ID 的一种分布式 ID 算法。 通用的位分配方案为:timestamp (41 bits) + machineId (10 bits) + sequence (12 bits) = 63 bits 。

  • 41 位 timestamp = (1L<<41)/(1000/3600/365) 约可以存储 69 年的时间戳,即可以使用的绝对时间为 EPOCH + 69 年,一般我们需要自定义 EPOCH 为产品开发时间,另外还可以通过压缩其他区域的分配位数,来增加时间戳位数来延长可用时间。
  • 10 位 machineId = (1L<<10) = 1024 即相同业务可以部署 1024 个副本 (在 Kubernetes 概念里没有主从副本之分,这里直接沿用 Kubernetes 的定义) 实例,一般情况下没有必要使用这么多位,所以会根据部署规模需要重新定义。
  • 12 位 sequence = (1L<<12) * 1000 = 4096000 即单机每秒可生成约 409W 的 ID,全局同业务集群可产生 4096000*1024=419430W=41.9亿(TPS)。

从 SnowflakeId 设计上可以看出:

  • 👍 timestamp 在高位,所以 SnowflakeId 是本机单调递增的,受全局时钟同步影响 SnowflakeId 是全局趋势递增的。
  • 👍 SnowflakeId 不对任何第三方中间件有强依赖关系,并且性能也非常高。
  • 👍 位分配方案可以按照业务系统需要灵活配置,来达到最优使用效果。
  • 👎 强依赖本机时钟,潜在的时钟回拨问题会导致 ID 重复。
  • 👎 machineId 需要手动设置,实际部署时如果采用手动分配 machineId,会非常低效。

CosId-SnowflakeId 主要解决 SnowflakeId 俩大问题:机器号分配问题、时钟回拨问题。 并且提供更加友好、灵活的使用体验。

MachineIdDistributor (MachineId 分配器)

目前 CosId 提供了以下三种 MachineId 分配器。

ManualMachineIdDistributor

 cosid: snowflake: manual: enabled: true machine-id: 1

手动分配 MachineId

StatefulSetMachineIdDistributor

 cosid: snowflake: stateful-set: enabled: true

使用 Kubernetes 的 StatefulSet 提供的稳定的标识 ID 作为机器号。

RedisMachineIdDistributor

 cosid: snowflake: redis: enabled: true

使用 Redis 作为机器号的分发存储。

ClockBackwardsSynchronizer (时钟回拨同步器)

默认提供的 DefaultClockBackwardsSynchronizer 时钟回拨同步器使用主动等待同步策略,spinThreshold(默认值 20 毫秒) 用于设置自旋等待阈值, 当大于spinThreshold 时使用线程休眠等待时钟同步,如果超过brokenThreshold(默认值 2 秒)时会直接抛出ClockTooManyBackwardsException异常。

LocalMachineState (本地机器状态存储)

 public class MachineState { public static final MachineState NOT_FOUND = of(-1, -1); private final int machineId; private final long lastTimeStamp; public MachineState(int machineId, long lastTimeStamp) { this.machineId = machineId; this.lastTimeStamp = lastTimeStamp; } public int getMachineId() { return machineId; } public long getLastTimeStamp() { return lastTimeStamp; } public static MachineState of(int machineId, long lastStamp) { return new MachineState(machineId, lastStamp); } }

默认提供的 FileLocalMachineState 本地机器状态存储,使用本地文件存储机器号、最近一次时间戳,用作 MachineState 缓存。

ClockSyncSnowflakeId (主动时钟同步 SnowflakeId)

默认 SnowflakeId 当发生时钟回拨时会直接抛出 ClockBackwardsException 异常,而使用 ClockSyncSnowflakeId 会使用 ClockBackwardsSynchronizer 主动等待时钟同步来重新生成 ID,提供更加友好的使用体验。

SafeJavaScriptSnowflakeId (JavaScript 安全的 SnowflakeId)

 SnowflakeId snowflakeId=SafeJavaScriptSnowflakeId.ofMillisecond(1);

JavaScript 的 Number.MAX_SAFE_INTEGER 只有 53 位,如果直接将 63 位的 SnowflakeId 返回给前端,那么会值溢出的情况,通常我们可以将SnowflakeId转换为 String 类型或者自定义 SnowflakeId 位分配来缩短 SnowflakeId 的位数 使 ID 提供给前端时不溢出。

SnowflakeIdStateParser (可以将 SnowflakeId 解析成可读性更好的 SnowflakeIdState )

 public class SnowflakeIdState { private final long id; private final int machineId; private final long sequence; private final LocalDateTime timestamp; /**  * {@link #timestamp}-{@link #machineId}-{@link #sequence}  */ private final String friendlyId; }
 SnowflakeIdState idState=snowflakeIdStateParser.parse(id); idState.getFriendlyId(); //20210623131730192-1-0

RedisIdGenerator

RedisIdGenerator 步长设置为 1 时(每次生成ID都需要执行一次 Redis 网络 IO 请求)TPS 性能约为 21W/s (JMH 基准测试),如果在部分场景下我们对 ID 生成的 TPS 性能有更高的要求,那么可以选择使用增加每次ID分发步长来降低网络 IO 请求频次,提高 IdGenerator 性能(比如增加步长为 1000,性能可提升到 3545W+/s JMH 基准测试)。

IdGeneratorProvider

 cosid: snowflake: provider: bizA: # epoch: # timestamp-bit: sequence-bit: 12 bizB: # epoch: # timestamp-bit: sequence-bit: 12
 IdGenerator idGenerator = idGeneratorProvider.get("bizA");

在实际使用中我们一般不会所有业务服务使用同一个 IdGenerator ,而是不同的业务使用不同的 IdGenerator,那么 IdGeneratorProvider 就是为了解决这个问题而存在的,他是 IdGenerator 的容器,可以通过业务名来获取相应的 IdGenerator

Examples

CosId-Examples

安装

Gradle

Kotlin DSL

 val cosidVersion = "0.9.2"; implementation("me.ahoo.cosid:spring-boot-starter-cosid:${cosidVersion}")

Maven

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <artifactId>demo</artifactId> <properties> <cosid.version>0.9.2</cosid.version> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>me.ahoo.cosid</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cosid</artifactId> <version>${cosid.version}</version> </dependency> </dependencies> </project>

application.yaml

 cosid: namespace: ${spring.application.name} snowflake: # instance-id: # stable: true # machine-bit: 10 # instance-id: ${HOSTNAME} # stateful-set: # enabled: true # manual: # enabled: true # machine-id: 1 redis: enabled: true provider: order: # epoch: # timestamp-bit: sequence-bit: 12 user: # epoch: # timestamp-bit: sequence-bit: 12 enabled: true # redis: # enabled: true # provider: # order: # step: 100

JMH-Benchmark

SnowflakeId

 Benchmark Mode Cnt Score Error Units SnowflakeIdBenchmark.millisecondSnowflakeId_generate thrpt 4093924.313 ops/s SnowflakeIdBenchmark.safeJsMillisecondSnowflakeId_generate thrpt 511542.292 ops/s SnowflakeIdBenchmark.safeJsSecondSnowflakeId_generate thrpt 511939.629 ops/s SnowflakeIdBenchmark.secondSnowflakeId_generate thrpt 4204761.870 ops/s

RedisIdGenerator

 gradle cosid-redis:jmh
 Benchmark Mode Cnt Score Error Units RedisIdGeneratorBenchmark.step_1 thrpt 25 220218.848 ± 2070.786 ops/s RedisIdGeneratorBenchmark.step_100 thrpt 25 3605422.967 ± 13479.405 ops/s RedisIdGeneratorBenchmark.step_1000 thrpt 25 36874696.252 ± 357214.292 ops/s
原文链接:https://www.oschina.net/news/148104/cosld-0-9-2-released
关注公众号

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。

持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。

转载内容版权归作者及来源网站所有,本站原创内容转载请注明来源。

文章评论

共有0条评论来说两句吧...

文章二维码

扫描即可查看该文章

点击排行

推荐阅读

最新文章