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分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

首先是項目位址：

https://github.com/maqiankun/distributed-id-redis-generator

關于Redis叢集生成分布式ID，這裡要先了解redis使用lua腳本的時候的EVAL，EVALSHA指令：

https://www.runoob.com/redis/scripting-eval.html

https://www.runoob.com/redis/scripting-evalsha.html

講解一下Redis實作分布式ID的原理，這裡用java語言來講解：

這裡的分布式id我們分成3部分組成：毫秒級時間，redis叢集的第多少個節點，每一個redis節點在每一毫秒的自增序列值

然後因為window是64位的，然後整數的時候第一位必須是0，是以最大的數值就是63位的111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111，這裡呢，我們分出來41位作為毫秒，然後12位作為redis節點的數量，然後10位做成redis節點在每一毫秒的自增序列值

41位的二進制11111111111111111111111111111111111111111轉換成10進制的毫秒就是2199023255551，然後我們把 2199023255551轉換成時間就是2039-09-07，也就是說可以用20年的

然後12位作為redis節點，是以最多就是12位的111111111111，也就是最多可以支援4095個redis節點，

然後10位的redis每一個節點自增序列值，，這裡最多就是10位的1111111111，也就是說每一個redis節點可以每一毫秒可以最多生成1023個不重複id值

然後我們使用java代碼來講解這個原理，下面的1565165536640L是一個毫秒值，然後我們的的redis節點設定成53，然後我們設定了兩個不同的自增序列值，分别是1和1023，下面的結果展示的就是在1565165536640L這一毫秒裡面，53号redis節點生成了兩個不同的分布式id值

package io.github.hengyunabc.redis;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;


public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        long buildId = buildId(1565165536640L, 53, 1);
        System.out.println("分布式id是："+buildId);
        long buildIdLast = buildId(1565165536640L, 53, 1023);
        System.out.println("分布式id是："+buildIdLast);
    }
    
    public static long buildId(long miliSecond, long shardId, long seq) {
        return (miliSecond << (12 + 10)) + (shardId << 10) + seq;
    }


}
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        long buildId = buildId(1565165536640L, 53, 1);
        System.out.println("分布式id是："+buildId);
        long buildIdLast = buildId(1565165536640L, 53, 1023);
        System.out.println("分布式id是："+buildIdLast);
    }
    
    public static long buildId(long miliSecond, long shardId, long seq) {
        return (miliSecond << (12 + 10)) + (shardId << 10) + seq;
    }


}

結果如下所示

分布式id是：6564780070991352833
分布式id是：6564780070991353855

那麼有人要說了，你這也不符合分布式id的設定啊，完全沒有可讀性啊，這裡我們可以使用下面的方式來擷取這個分布式id的生成毫秒時間值，

package io.github.hengyunabc.redis;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        long buildId = buildId(1565165536640L, 53, 1);
        parseId(buildId);
        long buildIdLast = buildId(1565165536640L, 53, 1023);
        parseId(buildIdLast);
    }
    
    public static long buildId(long miliSecond, long shardId, long seq) {
        return (miliSecond << (12 + 10)) + (shardId << 10) + seq;
    }

    public static void parseId(long id) {
        long miliSecond = id >>> 22;
        long shardId = (id & (0xFFF << 10)) >> 10;
        System.err.println("分布式id-"+id+"生成的時間是："+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date(miliSecond)));
        System.err.println("分布式id-"+id+"在第"+shardId+"号redis節點生成");
    }

}

這樣不就ok了，哈哈。

分布式id-6564780070991352833生成的時間是：2019-08-07
分布式id-6564780070991352833在第53号redis節點生成
分布式id-6564780070991353855生成的時間是：2019-08-07
分布式id-6564780070991353855在第53号redis節點生成

實作叢集版的redis的分布式id建立

此時我的分布式redis叢集的端口分别是6380，6381

首先是生成Evalsha指令安全sha1 校驗碼，生成過程如下，

首先是生成6380端口對應的安全sha1 校驗碼，首先進入到redis的bin目錄裡面，然後執行下面的指令下載下傳lua腳本

wget https://github.com/maqiankun/distributed-id-redis-generator/blob/master/redis-script-node1.lua
分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

然後執行下面的指令，生成6380端口對應的安全sha1 校驗碼，此時看到是be6d4e21e9113bf8af47ce72f3da18e00580d402

./redis-cli -p 6380 script load "$(cat redis-script-node1.lua)"
分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

首先是生成6381端口對應的安全sha1 校驗碼，首先進入到redis的bin目錄裡面，然後執行下面的指令下載下傳lua腳本

wget https://github.com/maqiankun/distributed-id-redis-generator/blob/master/redis-script-node2.lua

然後執行下面的指令，生成6381端口對應的安全sha1 校驗碼，此時看到是97f65601d0aaf1a0574da69b1ff3092969c4310e

./redis-cli -p 6381 script load "$(cat redis-script-node2.lua)"
分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

然後我們就使用上面的sha1 校驗碼和下面的代碼來生成分布式id

項目圖檔如下

分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

IdGenerator類的代碼如下所示

package io.github.hengyunabc.redis;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.apache.commons.lang3.tuple.Pair;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.exceptions.JedisConnectionException;

public class IdGenerator {
    /**
     * JedisPool, luaSha
     */
    List<Pair<JedisPool, String>> jedisPoolList;
    int retryTimes;

    int index = 0;

    private IdGenerator(List<Pair<JedisPool, String>> jedisPoolList,
            int retryTimes) {
        this.jedisPoolList = jedisPoolList;
        this.retryTimes = retryTimes;
    }

    static public IdGeneratorBuilder builder() {
        return new IdGeneratorBuilder();
    }

    static class IdGeneratorBuilder {
        List<Pair<JedisPool, String>> jedisPoolList = new ArrayList();
        int retryTimes = 5;

        public IdGeneratorBuilder addHost(String host, int port, String luaSha) {
            jedisPoolList.add(Pair.of(new JedisPool(host, port), luaSha));
            return this;
        }

        public IdGenerator build() {
            return new IdGenerator(jedisPoolList, retryTimes);
        }
    }

    public long next(String tab) {
        for (int i = 0; i < retryTimes; ++i) {
            Long id = innerNext(tab);
            if (id != null) {
                return id;
            }
        }
        throw new RuntimeException("Can not generate id!");
    }

    Long innerNext(String tab) {
        index++;
        int i = index % jedisPoolList.size();
        Pair<JedisPool, String> pair = jedisPoolList.get(i);
        JedisPool jedisPool = pair.getLeft();

        String luaSha = pair.getRight();
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = jedisPool.getResource();
            List<Long> result = (List<Long>) jedis.evalsha(luaSha, 2, tab, ""
                    + i);
            long id = buildId(result.get(0), result.get(1), result.get(2),
                    result.get(3));
            return id;
        } catch (JedisConnectionException e) {
            if (jedis != null) {
                jedisPool.returnBrokenResource(jedis);
            }
        } finally {
            if (jedis != null) {
                jedisPool.returnResource(jedis);
            }
        }
        return null;
    }

    public static long buildId(long second, long microSecond, long shardId,
            long seq) {
        long miliSecond = (second * 1000 + microSecond / 1000);
        return (miliSecond << (12 + 10)) + (shardId << 10) + seq;
    }

    public static List<Long> parseId(long id) {
        long miliSecond = id >>> 22;
        long shardId = (id & (0xFFF << 10)) >> 10;

        List<Long> re = new ArrayList<Long>(4);
        re.add(miliSecond);
        re.add(shardId);
        return re;
    }
}

Example的代碼如下所示，下面的while循環的目的就是為了列印多個分布式id，下面的tab變量就是evalsha指令裡面的參數，可以根據自己的需求來定義

package io.github.hengyunabc.redis;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class Example {

    public static void main(String[] args) {
        String tab = "這個就是evalsha指令裡面的參數，随便定義";

        IdGenerator idGenerator = IdGenerator.builder()
                .addHost("47.91.248.236", 6380, "be6d4e21e9113bf8af47ce72f3da18e00580d402")
                .addHost("47.91.248.236", 6381, "97f65601d0aaf1a0574da69b1ff3092969c4310e")
                .build();
        int hello = 0;
        while (hello<3){
            long id = idGenerator.next(tab);

            System.out.println("分布式id值:" + id);
            List<Long> result = IdGenerator.parseId(id);

            System.out.println("分布式id生成的時間是:" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date(result.get(0))) );
            System.out.println("redis節點:" + result.get(1));
            hello++;
        }

    }
}

此時列印結果如下所示

分布式id值:6564819854640022531
分布式id生成的時間是:2019-08-07
redis節點:1
分布式id值:6564819855189475330
分布式id生成的時間是:2019-08-07
redis節點:0
分布式id值:6564819855361442819
分布式id生成的時間是:2019-08-07
redis節點:1

到這裡redis叢集版的分布式id就算搞定了，完美؏؏☝ᖗ乛◡乛ᖘ☝؏؏

Redis叢集實作的分布式id是否适合做分布式id呢？

我覺得Redis叢集實作分布式ID是可以供我們開發中的基本使用的，但是我還是覺得它有下面的兩個問題：

1：這裡我們可以給上一篇的資料庫自增ID機制進行對比，其實Redis叢集可以說是解決了資料庫叢集建立分布式ID的性能問題，但是Redis叢集系統水準擴充還是比較困難，如果以後想對Redis叢集增加Redis節點的話，還是會和資料庫叢集的節點擴充一樣麻煩。

2：還有就是如果你的項目裡面沒有使用Redis，那麼你就要引入新的元件，這也是一個比較麻煩的問題。

原文連結

其他分布式ID系列快捷鍵：

分布式ID系列（1）——為什麼需要分布式ID以及分布式ID的業務需求

分布式ID系列（2）——UUID适合做分布式ID嗎

分布式ID系列（3）——資料庫自增ID機制适合做分布式ID嗎

分布式ID系列（4）——Redis叢集實作的分布式ID适合做分布式ID嗎

大佬網址

https://www.itqiankun.com/article/1565227901

https://blog.csdn.net/hengyunabc/article/details/44244951

https://tech.meituan.com/2017/04/21/mt-leaf.html

https://segmentfault.com/a/1190000011282426

https://www.jianshu.com/p/9d7ebe37215e

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