分布式 id 生成系统滴滴 Tinyid 快速入门

向右看齐 2022-12-31 05:22 378阅读 0赞

**目录**

分布式 id 生成系统 Tinyid 概述

分布式 id 生成系统 Tinyid 快速入门

tinyid-client  获取 分布式 id

tinyid 多 db 数据源配置

tinyid 由 Mysql 切换成 Oracle 数据库

tinyid Long 类型 id 如何防止被扫库

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本文演示环境：Java JDK 1.8 + Maven 3.6 + Tinyid 2020年12月28下载版本 + Mysql 5.6([单db配置][db]) + Oracle 11g

# 分布式 id 生成系统 Tinyid 概述 #

1、[Tinyid ][Tinyid]是滴滴用 Java 开发的一款分布式 id 生成系统，基于数据库号段算法实现，Tinyid 扩展了 leaf-segment 算法，支持了多db(master)，同时提供了 java-client(sdk) 使 id 生成本地化，获得了更好的性能与可用性。Tinyid 在滴滴客服部门使用，均通过 tinyid-client 方式接入，每天生成亿级别的 id。

2、[Tinyid ][Tinyid]特性如下：1）全局唯一的 long 型 id、2）趋势递增的id(不保证下一个id一定比上一个大)、3）非连续性、4）提供 http 和 java client 方式接入、5）支持批量获取id、6）支持生成1,3,5,7,9...序列的id、7）支持多个db的配置。

3、http 方式访问时，性能取决于 http server 的能力，网络传输速度。

4、java-client 方式访问时，id为本地生成，号段长度(step)越长，qps越大，如果将号段设置足够大，则qps可达1000w+。只要server有一台存活，则理论上可用，server全挂，因为client有缓存，也可以继续使用一段时间。

5、Tinyid 依赖db，当db不可用时，因为server有缓存，所以还可以使用一段时间，如果配置了多个db，则只要有1个db存活，则服务可用。

6、Tinyid 不适用场景：类似订单 id 的业务(因为生成的id大部分是连续的，容易被扫库、或者测算出订单量)

**[tinyid ][Tinyid]原理架构**

1）tinyid 是基于数据库发号算法实现的，简单来说是数据库中保存了可用的id号段，tinyid会将可用号段加载到内存中，之后生成id会直接内存中产生。

2）可用号段在第一次获取id时加载，如当前号段使用达到一定量时，会异步加载下一可用号段，保证内存中始终有可用号段。

3）如可用号段1~1000被加载到内存，则获取id时，会从1开始递增获取，当使用到一定百分比时，如20%(默认)，即200时，会异步加载下一可用号段到内存，假设新加载的号段是1001~2000,则此时内存中可用号段为200~1000,1001~2000)，当id递增到1000时，当前号段使用完毕，下一号段会替换为当前号段。依次类推。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdteDE5OTMzMjg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1）Tinyid-server 从数据库中加载可用的号段缓存在服务端的内存中，不同的 Tinyid-server 加载不同的号段，所以 http 请求或者 Tinyid-client 请求时，id 不会重复</p> <p>2）Tinyid-client 请求 Tinyid-server&nbsp; 时同样加载可用的号段缓存在业务系统的内存中，同一个业务系统不同节点加载的是不同的号段，所以不会重复。</p> <p>3）如果 Tinyid-server 或者 Tinyid-client 重启了，则内存中预加载的号段就作废了，下次请求时会获得新的号段，从而会浪费一部分 id；这就是为什么不保证 id 一定连续，不是单调递增的，而是趋势递增。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**推荐使用方式**

1）tinyid-server 推荐部署到多个机房的多台机器，多机房部署可用性更高，http 方式访问需使用方考虑延迟问题

2）推荐使用 tinyid-client 来获取id，好处如下:

*  id 为本地生成(调用 AtomicLong.addAndGet方法)，性能大大增加
 *  client 对 server 访问变的低频，减轻了 server 的压力
 *  因为低频，即便 client 使用方和 server 不在一个机房，也无须担心延迟
 *  即便所有 server 挂掉，因为client预加载了号段，依然可以继续使用一段时间 注:使用tinyid-client方式，如果client机器较多频繁重启，可能会浪费较多的id，这时可以考虑使用http方式

3）推荐d[b配置两个或更多][db]：只要有1个db存活，则服务可用，如配置了两个db，则每次新增业务需在两个db中都写入相关数据。

**其他说明**

1）tinyid 并不是滴滴官方产品，只是滴滴拥有的代码。

2）其他id生成项目推荐

*  [twitter snowflake][]
 *  [百度uid-generator][uid-generator]: 这是基于snowflake方案实现的开源组件，借用未来时间、缓存等手段，qps可达600w+
 *  [美团leaf][leaf]: 该篇文章详细的介绍了db号段和snowflake方案，近期也进行了[Leaf开源][Leaf]

# 分布式 id 生成系统 Tinyid 快速入门 #

一）git 克隆 TinyId 项目源码：[https://github.com/didi/tinyid.git][https_github.com_didi_tinyid.git]，或者直接下载源码压缩包：[https://github.com/didi/tinyid/archive/master.zip][https_github.com_didi_tinyid_archive_master.zip]。（可以将源码导入到 IDE 中进行学习参考，不导入也没关系）

**二）**执行 tinyid-server 服务下的 db.sql 文件脚本。官方只为 Mysql 数据库提供了脚本，如果是其它的关系型数据库，比如 Oracle，则需要自己改写。（tiny\_id\_info 表与 tiny\_id\_token 表以及字段都有完整的注释，看一下就一目了然。无需累述）

**三）**修改 tinyid-server  数据库连接配置(单 DB 配置如下)：（tinyid-server.iml 中默认配置的是让 resources/offline 生效，所以默认修改离休配置即可）

server.port=9999
    server.context-path=/tinyid
    batch.size.max=100000
    
    datasource.tinyid.names=primary
    datasource.tinyid.type=org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource
    
    datasource.tinyid.primary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
    datasource.tinyid.primary.url=jdbc:mysql://localhost:3306/wangmx?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    datasource.tinyid.primary.username=root
    datasource.tinyid.primary.password=root

**四）**启动 tinyid-server   服务端：可以直接在 IDE 中启动，也可以打成 .jar 包，复制到任意地方运行，官方打包命令如下（自己使用 IDE 打包也是可以的，下一节有演示）：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>cd tinyid-server&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; #进入 tinyid-server 服务源码目录下<br> build.sh offline&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="color:#f33b45;"> #使用 buiild.sh 脚本自动打包，选择里面 offline 下的配置文件</span><br> java -jar output/tinyid-server-xxx.jar&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; #执行打包好的 .jar 包。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**五）**http 请求 tinyid-server   服务获取 id：IdContronller  提供了如下所示的 get 请求方式：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p><a href="http://localhost:9999/tinyid/id/nextId?bizType=test&amp;token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c" rel="nofollow">http://localhost:9999/tinyid/id/nextId?bizType=test&amp;token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c</a><span style="color:#f33b45;">&amp;batchSize=3</span></p> <p>1）bizType：表示业务类型，必填项，对应 tiny_id_info 表的 biz_type 字段(唯一约束)。</p> <p>2）token：表示口令/令牌，必填项，对应 tiny_id_token 表的 token 字段，一个 bizType 可以有多个 token 关联。</p> <p>3）bizType 与&nbsp;token 在 数据库中需要提取配置好，否则请求返回错误，比如：{"data":null,"code":5<span style="color:#f33b45;">,"message":"token is error"</span>}</p> <p>4）<span style="color:#f33b45;">batchSize：</span>表示批量获取的个数，<span style="color:#f33b45;">可选项</span>，默认为 1，不能超过配置文件中的 batch.size.max 属性值。</p> <p>4）返回格式：{"data":[207,208,209],"code":200,"message":""}，<span style="color:#f33b45;">请求成功时&nbsp; message 会为空，否则会有错误信息，比如当 </span>bizType 或者&nbsp;token 不存在时 <span style="color:#f33b45;">。</span></p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p><a href="http://localhost:9999/tinyid/id/nextIdSimple?bizType=test_odd&amp;token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c&amp;batchSize=10" rel="nofollow">http://localhost:9999/tinyid/id/nextIdSimple?bizType=test_odd&amp;token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c&amp;<span style="color:#f33b45;">batchSize=10</span></a></p> <p>1）参数含义同上，区别在于 nextId 返回的是 json 对象，而这里直接返回的 id 字符串</p> <p>2）比如：183,185,187 或者 188</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![20201228194910592.gif][]

![20201228195334931.gif][]

# tinyid-client  获取 分布式 id #

上面"快速入门”中演示的是 http 请求 tinyid-server  服务获取 id，而官方推荐使用 tinyid-client 客户端调用，它相当于一个 SdK，自己的系统引入依赖后，调用客户端封装好的 API 获取即可，查看源码可知 tinyid-client 客户端底层使用HttpURLConnection。

**一）对 tinyid-client  项目打包：**[maven 仓库中心][maven]是没有 tinyid-client 依赖的，至少我没有找到，如同需要自己手动对 tinyid-server 打包一样，也需要手动对 tinyid-client 打包，打包后，本地 Maven 仓库就有依赖，本地业务系统中就可以[引用][Link 1]然后进行开发。（打包时必须对整个 tinyid 父项目进行打包，下面动图有演示）

<dependency>
        <groupId>com.xiaoju.uemc.tinyid</groupId>
        <artifactId>tinyid-client</artifactId>
        <version>${tinyid.version}</version>
    </dependency>

**二）类路径下添加 tinyid\_client.properties 配置文件：**查看 com.xiaoju.uemc.tinyid.client.factory.impl.IdGeneratorFactoryClient 的源码就会发现它默认读取的就是此文件，

# tinyid client 配置文件，com.xiaoju.uemc.tinyid.client.factory.impl.IdGeneratorFactoryClient 中会调用
    
    # tinyid server 服务器地址，集群部署时，使用逗号隔开，必填项
    tinyid.server=localhost:9999
    # 业务系统口令，对应 tiny_id_token 表中的 token 字段，必填项
    tinyid.token=0f673adf80504e2eaa552f5d791b644c
    
    # 连接超时与读取超时时间，单位毫秒，默认都是 50000
    tinyid.readTimeout=50000
    tinyid.connectTimeout=50000

**三）直接调用 TinyId 工具类：**tinyid-client 源码本身就不是很大，所以使用非常简单，，其中就两个方法：

Long id = TinyId.nextId("test");
    List<Long> ids = TinyId.nextId("test", 10);

下面通过动图进行演示：

![20201228210401151.gif][]

# tinyid 多 db 数据源配置 #

1、使用 Tinyid 前，必须先手动配置 tiny\_id\_info、tiny\_id\_token 表，默认脚本里面已经提供了注释以及插入了示例数据，一看就知道如何配置，下面将其中主要字段进行说明：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>tiny_id_info</td> 
   <td> <p>biz_type）业务类型，唯一约束。<span style="color:#f33b45;">用于隔离不同业务系统的数据，业务系统请求时，需要携带这个值，通常每个业务系统使用一个唯一值。</span></p> <p>begin_id）开始id，<span style="color:#f33b45;">仅记录初始值</span>，<span style="color:#f33b45;">无其他含义</span>，用户请求时会从它的下一个值开始，初始化时 begin_id 和 max_id 应相同</p> <p><span style="color:#f33b45;">max_id</span>）当前最大的可用 id，当 Tinyid-server 的号段使用到一定长度后就会再次请求，同时就会修改这个值，手动修改此值，客户端获得的 id 就会变化。<br><span style="color:#f33b45;">step</span>）号段的长度，即 Tinyid-server 每次请求的号段长度，值越大，服务端缓存就越多。</p> <p>delta）每次 id 的增量</p> <p><span style="color:#f33b45;">remainder）余数</span>，通过设置 delta 和 remainder 来灵活控制生成的 id，比如 delta=1，remainder=0，返回 2,3,4,5,6...；比如 delta=2，remainder=1，返回 3,5,7,9,11...；比如 delta=2，remainder=0，返回 2,4,6,8,10...</p> <p>version）版本号，是一个乐观锁，每次更新都加上version，能够保证并发更新的正确性。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tiny_id_token</td> 
   <td>token）口令/令牌，token 关联 biz_type，业务系统请求时带上这两个值就能唯一确定是哪一条 业务类型 数据。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2、step 配置的号段越大，意味着 Tinyid-server 与 Tinyid-client 本地缓存的可用号段值就越多，即使数据库宕机了，系统仍然能使用一段时间，但是 Tinyid-server 或者 Tinyid-client 重启了，则它们内存中缓存的号段也就丢失了，下次就会重新请求新的号段。

3、Tinyid-server 与 Tinyid-client 都需要自己下载源码然后手动打包（上面动图有演示）。无论是使用 http 请求还是使用 Tinyid-client SDK，都必须启动 Tinyid-server 。

**以两个 db 配置为例，Tinyid-server 配置文件如下:**

datasource.tinyid.names=primary,secondary
    
    datasource.tinyid.primary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
    datasource.tinyid.primary.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db1?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    datasource.tinyid.primary.username=root
    datasource.tinyid.primary.password=123456
    datasource.tinyid.primary.testOnBorrow=false
    datasource.tinyid.primary.maxActive=10
    
    datasource.tinyid.secondary.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
    datasource.tinyid.secondary.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db2?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    datasource.tinyid.secondary.username=root
    datasource.tinyid.secondary.password=123456
    datasource.tinyid.secondary.testOnBorrow=false
    datasource.tinyid.secondary.maxActive=10

多个 DB 时，数据库 tiny\_id\_info 配置需要注意，生成的结果不能相同，否则会重复，需要让它们间隔生成，根据下面的示例依此类推：

<table>  
 <strong>两个 DB 时</strong>  
 <thead> 
  <tr> 
   <th>数据库 A</th> 
   <th>biz_type=test</th> 
   <th><strong>delta=2</strong></th> 
   <th><strong>remainder=0</strong></th> 
   <th><strong>生成2,4,6,8序列的数据...</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>数据库 B</strong></td> 
   <td><strong>biz_type=test</strong></td> 
   <td><strong>delta=2</strong></td> 
   <td><strong>remainder=1</strong></td> 
   <td>生成1,3,5,7序列的数据...</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="5"> <p>如果数据库 A 挂掉，则仍能正常服务，但只能产生1,3,5,7..的序列。不用介意 max_id 或者 begin_id 的值是多少，都能生成正确的序列</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table>  
 <strong>三个 DB 时</strong>  
 <thead> 
  <tr> 
   <th>数据库 A</th> 
   <th>biz_type=test</th> 
   <th><strong>delta=3</strong></th> 
   <th><strong>remainder=0</strong></th> 
   <th><strong>生成3,6,9,12,15序列的数据...</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>数据库 B</strong></td> 
   <td><strong>biz_type=test</strong></td> 
   <td><strong>delta=3</strong></td> 
   <td><strong>remainder=1</strong></td> 
   <td><strong>生成1,4,7,10,13序列的数据...</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>数据库 C</strong></td> 
   <td><strong>biz_type=test</strong></td> 
   <td><strong>delta=3</strong></td> 
   <td><strong>remainder=2</strong></td> 
   <td><strong>生成2,5,8,11,14序列的数据...</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# tinyid 由 Mysql 切换成 Oracle 数据库 #

1、tinyid-client 的源码不多，没有使用第三方的库，底层使用的是原生的 HttpURLConnection API 调用 tinyid-server。

2、Tinyid-server 源码也不多，两个实体类 TinyIdInfo、TinyIdToken，以及它们对应的业务层和 dao 层，底层使用  JdbcTemplate 进行修改与查询（queryByBizType、updateMaxId）。

3、因为平时并不一定是使用 Mysql 数据库，对于政府、银行、证券、保险等等项目通常还是 Oracle，所以以 Oracle为例进行切换说明，其它数据库同理。

**一）初始化 Oracle 脚本：**Tinyid 默认使用 Mysql 数据库，Tinyid-server 服务下的 db.sql 脚本也是为 Mysql 数据库准备的，所以需要手动改为 Oracle 数据库的语法，然后执行：[分布式 id 生成系统 Tinyid 数据初始化(Oracle).sql][id _ Tinyid _Oracle_.sql]

**二）引入 Oracle 依赖**：Tinyid-server 服务的 pom.xml 文件中引用 Oracle 的依赖。

<dependency>
                <groupId>com.github.noraui</groupId>
                <artifactId>ojdbc8</artifactId>
                <version>12.2.0.1</version>
            </dependency>

**三）修改** **DB连接配置：**将默认的 mysql 连接改为 Oracle 连接(多DB配置时也是同理)

server.port=9999
    server.context-path=/tinyid
    
    batch.size.max=100000
    
    datasource.tinyid.names=primary
    datasource.tinyid.type=org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource
    
    datasource.tinyid.primary.driver-class-name=oracle.jdbc.driver.OracleDriver
    datasource.tinyid.primary.url=jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:ORCL
    datasource.tinyid.primary.username=scott
    datasource.tinyid.primary.password=scott

**四）修改 Tinyid-server 一行源码：**将Tinyid-server 服务中 com.xiaoju.uemc.tinyid.server.dao.impl.TinyIdInfoDAOImpl 中的第 38 行，update tiny\_id\_info set update\_time=now() 改为 update\_time=sysdate，因为当前时间在 Oracle 中无法用 now() 表示，而是 sysdate。

4、亲测到此就可以了，无论是 Http 请求还是 Tinyid-client 请求都没有问题，Tinyid-server 打包后就可以用于 oracle 数据库了，下面动图展示一下：

![20201229145257345.gif][]

# tinyid Long 类型 id 如何防止被扫库 #

1、[官方][Link 2] 友情提示如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>适用场景：只关心id是数字，趋势递增的系统，可以容忍id不连续，有浪费的场景<br> 不适用场景：类似订单id的业务(因为生成的id大部分是连续的，容易被扫库、或者测算出订单量)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2、优缺点是相对的，tinyid  趋势递增的 Long 虽然容易被扫库，但是优点是长度小，而像雪花算法，UUID 这种虽然不容被扫库，但是长度太长，浪费存储空间。

3、**以下思路仅供参考：**如果数据库主键是字符串类型，则可以在 tinyid Long 类型的基础上，给他随机插入一些特殊字符，这样相对来说就不会那么容易被人家直到规律。比如 tinyid 返回的是 "101,102,103"，则随机插入字符后形如 “OJl101, p10uf2, 10f3Bd”。

4、下面是提供的一个工具类（[完整在线源码][Link 3]），这样只要源 id 是不重复的，则插入随机字符后也是不会重复的。如果想要结果更加复杂，则可以增加随机插入的字符个数，或者增加插入的字符类型：

/**
         * 将 Long 类型的值转为 String 类型，同时往其中插入随机字母((a-z, A-Z))
         *
         * @param tinyid   ：待转换的数据，如果为 null，则返回空
         * @param alphSize ：随机插入字母的个数
         * @return
         */
        public static String randomTinyid(Long tinyid, int alphSize) {
            if (tinyid == null) {
                return "";
            }
            alphSize = alphSize < 0 ? 3 : alphSize;
            StringBuffer buffer = new StringBuffer(tinyid.toString());
            /**
             * 1、生成指定长度的随机字符串，字符从 (a-z, A-Z) 中选择
             * 2、被插入的字母是随机生成的，每次插入的单个字母的位置是随机的
             */
            String randomAlphabetic = RandomStringUtils.randomAlphabetic(alphSize);
            for (int i = 0; i < randomAlphabetic.length(); i++) {
                int length = buffer.length();
                //）nextInt(int bound)：生成的是 [0,bound)之间的随机数，StringBuffer 插入时可以包含 上限(length)
                int nextInt = new Random().nextInt(length + 1);
                //）往目标字符串中的随机位置插入随机字符
                buffer.insert(nextInt, randomAlphabetic.charAt(i));
            }
            return buffer.toString();
        }

5、其中随机字符生成使用的是 Apache commons-lang3 的 RandomStringUtils\#randomAlphabetic(int) 方法，它的[依赖][Link 1]如下：

<dependency>
                <groupId>org.apache.commons</groupId>
                <artifactId>commons-lang3</artifactId>
                <version>3.9</version>
            </dependency>

6、老规矩演示一下：

![20201229165100662.gif][]

[db]: https://github.com/didi/tinyid/wiki/Tinyid-server-config#%E5%A4%9Adb%E9%85%8D%E7%BD%AE
[Tinyid]: https://github.com/didi/tinyid
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdteDE5OTMzMjg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/1aef2129d3d442459802e8c1b1c88b9b.png
[twitter snowflake]: https://github.com/twitter-archive/snowflake
[uid-generator]: https://github.com/baidu/uid-generator
[leaf]: https://tech.meituan.com/MT_Leaf.html
[Leaf]: https://github.com/Meituan-Dianping/Leaf
[https_github.com_didi_tinyid.git]: https://github.com/didi/tinyid.git
[https_github.com_didi_tinyid_archive_master.zip]: https://github.com/didi/tinyid/archive/master.zip
[20201228194910592.gif]: /images/20221120/3f50adffa772416db129167ce6c06bcb.png
[20201228195334931.gif]: /images/20221120/e0ba8714e3c44cb288e90c035730fab2.png
[maven]: https://mvnrepository.com/
[Link 1]: https://github.com/wangmaoxiong/fileServer/blob/master/pom.xml
[20201228210401151.gif]: /images/20221120/cb502768e37249c1aa27821015b171da.png
[id _ Tinyid _Oracle_.sql]: https://gitee.com/wangmx1993/material/blob/master/sql/oracle/%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F%20id%20%E7%94%9F%E6%88%90%E7%B3%BB%E7%BB%9F%20Tinyid%20%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%28Oracle%29.sql
[20201229145257345.gif]: /images/20221120/9118b8e3e333456f80389941df5912d6.png
[Link 2]: https://github.com/didi/tinyid/wiki
[Link 3]: https://github.com/wangmaoxiong/fileServer/blob/master/src/main/java/com/wmx/www/util/TinyidHelper.java
[20201229165100662.gif]: /images/20221120/39297be781d24f3389b11b67fd1e4b27.png