CN108108252A - 一种全局唯一id生成方法、系统及存储介质 - Google Patents

一种全局唯一id生成方法、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全局唯一ID生成方法、系统及存储介质，应用于分布式系统，包括：根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，ID的位数不超过64比特，N为正整数；接收用户的服务请求，调用全局唯一ID服务生成与服务请求一一对应的全局唯一ID。本申请生成的ID的位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用。另外，本申请生成的ID可以携带业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务相关信息，给业务系统带来了意想不到的便利。

Description

一种全局唯一ID生成方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及分布式系统领域，特别是涉及一种全局唯一ID生成方法、系统及存储介质。
背景技术
随着互联网的飞速发展，大规模、分布式应用系统逐渐成为软件系统的标配。在分布式系统中，单机系统原有的基础组件往往不能满足需求，需要重新设计和实现，数据ID(identification，序列号)就是其中一例。现有技术中，广泛应用于分布式系统的全局唯一ID的典型生成方式是UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)，其标准格式是一个32位的16进制字符串，其二进制表示为128比特，至少需要16个字节来表示。
可见，一方面UUID的长度超过了大多数主流编程语言基本数据类型的长度，如Java/C++中最长的基本数据类型(long型)只有8个字节，要表示16字节的UUID，则需要使用复合类型，占用的存储空间及网络带宽较多。另一方面，UUID是一个随机序列号，其内容通常是不透明的，不能携带业务相关信息，例如无法从UUID本身推断其表示一个客户还是一个订单。
因此如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种全局唯一ID生成方法、系统及存储介质，ID位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用；ID可以携带业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务相关信息，给业务系统带来了意想不到的便利。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种全局唯一ID生成方法，应用于分布式系统，包括：
根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个所述部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，所述ID的位数不超过64比特，N为正整数；
接收用户的服务请求，调用所述全局唯一ID服务生成与所述服务请求一一对应的全局唯一ID。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID版本的版本号部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成时间的时间戳部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前所述ID在所述生成时间中的生成序列的序列号部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成机房的数据中心号部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前所述ID在所述生成机房中的生成机器的机器号部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID业务数据类型的业务编号部分。
优选地，所述ID划分定义的N个部分包括预留的用于根据所述使用方需求扩展的扩展部分。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种全局唯一ID生成系统，应用于分布式系统，包括：
设定单元，用于根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个所述部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，所述ID的位数不超过64，N为正整数；
生成单元，用于接收用户的服务请求，调用所述全局唯一ID服务生成与所述服务请求一一对应的全局唯一ID。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，应用于分布式系统，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述全局唯一ID生成方法的步骤。
本发明提供了一种全局唯一ID生成方法，应用于分布式系统，包括：根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，ID的位数不超过64比特，N为正整数；接收用户的服务请求，调用全局唯一ID服务生成与服务请求一一对应的全局唯一ID。
与现有技术中采用UUID生成全局唯一ID相比，采用本申请的全局唯一ID生成方法生成的ID的位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型(如Java的long型)来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用。另外，本申请预先将ID划分为了N个部分，并为各个部分根据使用方需求进行了自定义，显然，生成的ID可以携带业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务相关信息，给业务系统带来了意想不到的便利。
本发明还提供了一种全局唯一ID生成系统和计算机可读存储介质，具有如上述方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种全局唯一ID生成方法的过程流程图；
图2为本发明提供的一种使用图1方法生成的全局唯一ID的示意图；
图3为本发明提供的一种全局唯一ID生成系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种全局唯一ID生成方法、系统及存储介质，ID位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用；ID可以携带业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务相关信息，给业务系统带来了意想不到的便利。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种全局唯一ID生成方法的过程流程图，该方法应用于分布式系统，包括：
步骤S11：根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，ID的位数不超过64比特，N为正整数；
需要说明的是，本申请中的ID的各个部分是使用方根据需求提前划分定义好的，只需要划分定义一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新划分定义。由于对ID进行了预先的划分定义，生成的ID携带着业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务信息，在某些情况下，可以给业务系统带来意想不到的便利，例如通过申请单号反解出贷款申请时间。
具体地，本申请将ID各个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，由于全局唯一ID服务封装了ID生成算法，在内存中即可完成全局唯一ID的生成，不需要依赖任何数据库存储状态，因而效率很高，具备低延迟、高吞吐的特点，对业务系统的响应时间不会造成太大影响，通过批量接口还能够进一步提高效率。此外，按照本申请提供的全局唯一ID生成方法生成的ID的位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型(如Java的long型)来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用。
还需要说明的是，全局唯一ID服务内部可以部署多个服务实例，对外暴露统一的接口，一方面，内部个别节点发生故障时，外部业务系统可以做到无感知，不会影响外部业务的进行，提高了业务系统的可靠性，从而提升了用户的使用体验感；另一方面，很容易支持不同的业务系统访问，扩大了应用范围，不仅可以应用于申请单、虚拟信用卡、商城系统，还可以应用于其它需要数据唯一标识的应用系统，比如在日志处理中，也可以使用全局唯一ID来标识某个请求或会话，以便跟踪和分析用户行为。
步骤S12：接收用户的服务请求，调用全局唯一ID服务生成与服务请求一一对应的全局唯一ID。
具体地，业务系统接收到用户的服务请求之后，调用全局唯一ID服务就可以生成与上述服务请求一一对应的全局唯一ID。全局唯一ID以服务的形式对外提供标准的调用接口，比如HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)，供使用方调用，符合应用编程习惯，ID生成和业务逻辑解耦，无须修改生成算法即可支持新业务。因此，业务系统只需要关注业务逻辑而不必关注ID生成细节，符合高内聚低耦合原则，降低了业务逻辑复杂度。
比如，当用户提交贷款申请单时，申请单系统请求全局唯一ID服务生成唯一申请单号，全局唯一ID服务根据业务类型生成ID，作为申请单号返回，申请单系统保存申请单号。虚拟信用卡产品的客户在开户时，虚拟信用卡系统会先调用全局唯一ID服务生成客户ID、订单ID、交易流水ID等，再保存客户信息到分片数据库。商城的下单、售后、支付、用户子系统，会调用全局唯一ID服务生成相应数据ID。
本发明提供了一种全局唯一ID生成方法，应用于分布式系统，包括：根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，ID的位数不超过64比特，N为正整数；接收用户的服务请求，调用全局唯一ID服务生成与服务请求一一对应的全局唯一ID。
与现有技术中采用UUID生成全局唯一ID相比，采用本申请的全局唯一ID生成方法生成的ID的位数不超过64比特，能够在主流编程语言或系统平台上使用基本数据类型(如Java的long型)来表示，便于程序高效处理，在计算、存储、网络传输方面可大大节省内存、磁盘、带宽占用。另外，本申请预先将ID划分为了N个部分，并为各个部分根据使用方需求进行了自定义，显然，生成的ID可以携带业务信息，使用方可根据自定义内容将ID值反解出业务相关信息，给业务系统带来了意想不到的便利。
在上述实施例的基础上：
请参照图2，图2为本发明提供的一种使用图1方法生成的全局唯一ID的示意图，该全局唯一ID使用64位比特表示一个ID值。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID版本的版本号部分。
具体地，考虑到使用的过程中，随着实际需求的变更，使用方可能会重新划分ID，或者为ID的各个部分定义新的内容，为了区分ID的划分定义版本，本申请ID的N个部分包括用于指示当前ID版本的版本号部分。这样可以根据当前ID的版本号对应的ID划分定义内容将ID值反解出业务信息，避免了在反解业务信息时出现错误，保证了ID版本变更之后，业务系统在反解业务信息时的准确性，为保证ID代表的实际业务信息与根据ID值反解出的业务信息是一致的提供了有效保障。具体地，本申请将版本号设定为1位，当然，也可以将版本号的位数设定为其他内容，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成时间的时间戳部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成时间的时间戳部分。需要说明的是，这里的ID生成时间指的是与基准时间的差值，是一个相对生成时间，不是实时的生成时刻。本申请将时间戳设定为40位，单位为毫秒，则其最多可支持34.5年，超过了大多数应用系统的生命周期。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID在生成时间中的生成序列的序列号部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID在生成时间中的生成序列的序列号部分。本申请将序列号设定为8位，在一个毫秒内从0开始递增，最大值为255，也就是说单机每毫秒最多可生成256个ID，每秒可生成25.6W个ID，能够最大限度地支持高并发访问量，如果每毫秒的ID请求数大于256，则会等待到下一毫秒再生成。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成机房的数据中心号部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成机房的数据中心号部分，从ID值中可以反解出生成该ID的机房，从而有选择的分别进行各个机房的数据迁移，还能够有效支持各个业务系统的分布式改造。本申请将数据中心号设定为3位，则多机房部署时最多支持8个机房。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID在生成机房中的生成机器的机器号部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID在生成机房中的生成机器的机器号部分，机器号指一个机房内的机器的编号，用来区分机房内的机器，本申请将机器号设定为4位，则每个机房最多部署16台机器，8个机房最多可以部署128台机器，可以根据业务量大小随时扩容，增加部署机器，有效突破了单机性能瓶颈。这样多机房多机器的部署还能够消除单点故障并分担负载，具备良好的分布式、去中心化属性。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID业务数据类型的业务编号部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID业务数据类型的业务编号部分，则生成的ID可以携带业务数据类型信息，从而根据ID值反解出业务数据类型。本申请将业务编号设定为6位，最多可支持64种业务数据类型，其中，业务数据类型包括客户、订单、申请单等。
作为一种优选地实施例，ID划分定义的N个部分包括预留的用于根据使用方需求扩展的扩展部分。
具体地，本申请ID划分定义的N个部分包括预留的用于根据使用方需求扩展的扩展部分，本申请将扩展部分设定为2位，预留将来扩展。在生产环境中，本申请的全局唯一ID服务支撑了各个业务系统20多种业务数据类型、每天数百万次的访问量，并经过了7*24*365无间断服务的检验，可靠性较高。
请参照图3，图3为本发明提供的一种全局唯一ID生成系统的结构示意图，该系统应用于分布式系统，包括：
设定单元1，用于根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，ID的位数不超过64，N为正整数；
生成单元2，用于接收用户的服务请求，调用全局唯一ID服务生成与服务请求一一对应的全局唯一ID。
对于本发明提供的系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，应用于分布式系统，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项全局唯一ID生成方法的步骤。
对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统及存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种全局唯一ID生成方法，应用于分布式系统，其特征在于，包括：
根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个所述部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，所述ID的位数不超过64比特，N为正整数；
接收用户的服务请求，调用所述全局唯一ID服务生成与所述服务请求一一对应的全局唯一ID。
2.根据权利要求1所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID版本的版本号部分。
3.根据权利要求1所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成时间的时间戳部分。
4.根据权利要求3所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前所述ID在所述生成时间中的生成序列的序列号部分。
5.根据权利要求1所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID生成机房的数据中心号部分。
6.根据权利要求5所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前所述ID在所述生成机房中的生成机器的机器号部分。
7.根据权利要求1所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括用于指示当前ID业务数据类型的业务编号部分。
8.根据权利要求1-7任一项所述的全局唯一ID生成方法，其特征在于，所述ID划分定义的N个部分包括预留的用于根据所述使用方需求扩展的扩展部分。
9.一种全局唯一ID生成系统，应用于分布式系统，其特征在于，包括：
设定单元，用于根据使用方需求预先将序列号ID划分定义为N个部分，并将N个所述部分的生成算法封装于全局唯一ID服务，其中，所述ID的位数不超过64，N为正整数；
生成单元，用于接收用户的服务请求，调用所述全局唯一ID服务生成与所述服务请求一一对应的全局唯一ID。
10.一种计算机可读存储介质，应用于分布式系统，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述全局唯一ID生成方法的步骤。
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