zookeeper应用场景之分布式的ID生成器

news2024/11/17 11:54:40

1. 分布式ID生成器的使用场景

在分布式系统中，分布式ID生成器的使用场景非常之多：

大量的数据记录，需要分布式ID。
大量的系统消息，需要分布式ID。
大量的请求日志，如restful的操作记录，需要唯一标识，以便进行后续的用户行为分析和调用链路分析。
分布式节点的命名服务，往往也需要分布式ID。
......

传统的数据库自增主键已经不能满足需求。在分布式系统环境中，需要一种全新的唯一ID系统，这种系统需要满足以下需求：

（1）全局唯一：不能出现重复ID。

（2）高可用：ID生成系统是基础系统，被许多关键系统调用，一旦宕机，就会造成严重影响。

2. 分布式的ID生成器方案

生成分布式ID的方案有哪些呢？大概有以下几种方案

Java的UUID。
分布式缓存Redis生成ID：利用Redis的原子操作INCR和INCRBY，生成全局唯一的ID。
Twitter的SnowFlake算法。
ZooKeeper生成ID：利用ZooKeeper的顺序节点，生成全局唯一的ID。
MongoDb的ObjectId:MongoDB是一个分布式的非结构化NoSQL数据库，每插入一条记录会自动生成全局唯一的一个“_id”字段值，它是一个12字节的字符串，可以作为分布式系统中全局唯一的ID。

3. Zookeeper实现分布式ID生成器

接下来，我们可以通过创建ZooKeeper的临时顺序节点的方法，生成全局唯一的ID。

代码：

public class IDMaker {
    private final static  String CLUSTER_CONNECT_STR="192.168.31.5:2181,192.168.31.176:2181,192.168.31.232:2181";

    private static String createSeqNode(String pathPefix,CuratorFramework curatorFramework) throws Exception {

        //创建一个临时顺序节点
        String destPath = curatorFramework.create()
                .creatingParentsIfNeeded()
                .withMode(CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL)
                .forPath(pathPefix);
        return destPath;
    }

    public static String  makeId(String path,CuratorFramework curatorFramework) throws Exception {
        String str = createSeqNode(path,curatorFramework);
        if(null != str){
            //获取末尾的序号
            int index = str.lastIndexOf(path);
            if(index>=0){
                index+=path.length();
                return index<=str.length() ? str.substring(index):"";
            }
        }
        return str;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //构建客户端实例
        CuratorFramework curatorFramework= CuratorFrameworkFactory.builder()
                .connectString(CLUSTER_CONNECT_STR)
                .retryPolicy(new ExponentialBackoffRetry(1000,3)) // 设置重试策略
                .build();
        //启动客户端
        curatorFramework.start();

        String pathPrefix = "/idmarker/id-";
        //模拟5个线程创建id
        for(int i=0;i<5;i++){
            new Thread(()->{
                for (int j=0;j<10;j++){
                    String id = null;
                    try {
                        id = makeId(pathPrefix,curatorFramework);
                        System.out.println("线程{"+Thread.currentThread().getName()+"}第{"+j+"}次创建id为{"+id+"}");
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            },"thread"+i).start();
        }

        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);

    }

}

运行main方法：运行结果