简介 

在复杂分布式系统中，往往需要对大量的数据和消息进行唯一标识。如在美团点评的金融、支付、餐饮、酒店、猫眼电影等产品的系统中，数据日渐增长，对数据分库分表后需要有一个唯一ID来标识一条数据或消息，数据库的自增ID显然不能满足需求；特别一点的如订单、骑手、优惠券也都需要有唯一ID做标识。此时一个能够生成全局唯一ID的系统是非常必要的。

美团Leaf就是用于生成对应公式的Id的工具。

为什么我们要使用美图Leaf？

UUID

优点:

• 性能非常高：本地生成，没有网络消耗。

缺点:

• 性能非常高：本地生成，没有网络消耗。
• ID作为主键时在特定的环境会存在一些问题，比如做DB主键的场景下，UUID就非常不适用，不适合添加索引。

雪花算法：依赖机器的时间来通过时间戳生成对应的ID，在机器的本机的时间发生问题时，就可以出现重复的情况。 

美团Leaf文档: 美团Leaf文档

美团Leaf的模式

号段模式

号段模式采用的是基于MySQL数据生成id的，它并不是基于MySQL表中的自增长实现的，因为基于MySQL的自增长方案对于数据库的依赖太大了，性能不好，Leaf的号段模式是基于一张表来实现，每次获取一个号段，生成id时从内存中自增长，当号段用完后再去更新数据库表。

原方案每次获取ID都得读写一次数据库，造成数据库压力大。改为利用proxy server批量获取，每次获取一个segment(step决定大小)号段的值。用完之后再去数据库获取新的号段，可以大大的减轻数据库的压力。 

重要字段说明：biz_tag用来区分业务，max_id表示该biz_tag目前所被分配的ID号段的最大值，step表示每次分配的号段长度。原来获取ID每次都需要写数据库，现在只需要把step设置得足够大，比如1000。那么只有当1000个号被消耗完了之后才会去重新读写一次数据库。读写数据库的频率从1减小到了1/step。

缺点：

• ID号码不够随机，能够泄露发号数量的信息，不太安全。
• TP999数据波动大，当号段使用完之后还是会hang在更新数据库的I/O上，tg999数据会出现偶尔的尖刺。
• DB宕机会造成整个系统不可用。

解决方案:

缺点1的解决方案:在Id的使用上我们还会配合用户的手机进行认证。

缺点2的解决方案:使用双Buffer优化，Leaf 取号段的时机是在号段消耗完的时候进行的。

双buffer会存在两个号段，都用于存储Id，用于减少对DB的访问。会在号段一到达到10%就异步去数据库更新下一个号段（就比如:号段1为1~1000，则在号段1中取号的Id到10%就会更新号段2为1001~2000，获取在号段2取号的Id到达10%就会将号段1的号段修改为 2001~3000），即使宕机了，还能用10~20分钟。

缺点3的解决方案:搭建mysql集群。

美团Leaf的服务部署

通过docker获取镜像

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/itheima/meituan-leaf:1.0.1

运行docker 容器 

docker run \
-d \
-v /itcast/meituan-leaf/leaf.properties:/app/conf/leaf.properties \
--name meituan-leaf \
-p 28838:8080 \
--restart=always \
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/itheima/meituan-leaf:1.0.1

编写application.yml配置文件

#美团leaf对应的数据库
leaf.name=leaf-server
leaf.segment.enable=true
leaf.jdbc.url=jdbc:mysql://192.168.150.101:3306/sl_leaf?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true&useSSL=false
leaf.jdbc.username=root
leaf.jdbc.password=123

#不开启Leaf-snowflake方案
leaf.snowflake.enable=false

#指定美团leaf服务地址
sl.id.leaf = http://192.168.150.101:28838

创建sl_leaf数据库的sql语句

CREATE TABLE `leaf_alloc` (
  `biz_tag` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL DEFAULT '',
  `max_id` bigint NOT NULL DEFAULT '1',
  `step` int NOT NULL,
  `description` varchar(256) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL,
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`biz_tag`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

-- 插入运单号生成规划数据
INSERT INTO `leaf_alloc` (`biz_tag`, `max_id`, `step`, `description`, `update_time`) VALUES ('transport_order', 1000000000001, 100, 'Test leaf Segment Mode Get Id', '2022-07-07 11:32:16');

封装IdService服务

package com.sl.transport.common.service;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.http.HttpRequest;
import cn.hutool.http.HttpResponse;
import com.sl.transport.common.enums.IdEnum;
import com.sl.transport.common.exception.SLException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * id服务，用于生成自定义的id
 */
@Service
public class IdService {

    @Value("${sl.id.leaf:}")
    private String leafUrl;

    /**
     * 生成自定义id
     *
     * @param idEnum id配置
     * @return id值
     */
    public String getId(IdEnum idEnum) {
        String idStr = this.doGet(idEnum);
        return idEnum.getPrefix() + idStr;
    }

    private String doGet(IdEnum idEnum) {
        if (StrUtil.isEmpty(this.leafUrl)) {
            throw new SLException("生成id，sl.id.leaf配置不能为空.");
        }
        //访问leaf服务获取id
        String url = StrUtil.format("{}/api/{}/get/{}", this.leafUrl, idEnum.getType(), idEnum.getBiz());
        //设置超时时间为10s
        HttpResponse httpResponse = HttpRequest.get(url)
                .setReadTimeout(10000)
                .execute();
        if (httpResponse.isOk()) {
            return httpResponse.body();
        }
        throw new SLException(StrUtil.format("访问leaf服务出错，leafUrl = {}, idEnum = {}", this.leafUrl, idEnum));
    }

}

封装IdEnum枚举类

package com.sl.transport.common.enums;

public enum IdEnum implements BaseEnum {
//这里就一个枚举，如果需要其他规则，则继续添加新的枚举即可

    TRANSPORT_ORDER(1, "运单号", "transport_order", "segment", "SL");

    private Integer code;
    private String value;
    private String biz; //业务名称
    private String type; //类型：自增长（segment），雪花id（snowflake）
    private String prefix;//id前缀

    IdEnum(Integer code, String value, String biz, String type, String prefix) {
        this.code = code;
        this.value = value;
        this.biz = biz;
        this.type = type;
        this.prefix = prefix;
    }

    @Override
    public Integer getCode() {
        return this.code;
    }

    @Override
    public String getValue() {
        return this.value;
    }

    public String getBiz() {
        return biz;
    }

    public String getType() {
        return type;
    }

    public String getPrefix() {
        return prefix;
    }

    @Override
    public String toString() {
        final StringBuffer sb = new StringBuffer("IdEnum{");
        sb.append("code=").append(code);
        sb.append(", value='").append(value).append('\'');
        sb.append(", biz='").append(biz).append('\'');
        sb.append(", type='").append(type).append('\'');
        sb.append(", prefix='").append(prefix).append('\'');
        sb.append('}');
        return sb.toString();
    }
}

在使用Leaf生成Id时，我们只需要@Autowired IdService即可使用，通过调用getId方法即可。

# transport_order 与 biz_tag字段的值相同
http://192.168.150.101:28838/api/segment/get/transport_order

#监控
http://192.168.150.101:28838/cache

对应的效果图为下:

最终完成美团Leaf简单的使用。