Spring Boot 工程集成全局唯一 ID 生成器 UidGenerator

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概述

流水号生成器（全局唯一 ID 生成器）是服务化系统的基础设施，其在保障系统的正确运行和高可用方面发挥着重要作用。而关于流水号生成算法首屈一指的当属 Snowflake 雪花算法，然而 Snowflake 本身很难在现实项目中直接使用，因此实际应用时需要一种可落地的方案。

UidGenerator 由百度开发，是 Java 实现的, 基于 Snowflake 算法的唯一 ID 生成器。UidGenerator 以组件形式工作在应用项目中, 支持自定义 workerId 位数和初始化策略, 从而适用于 docker 等虚拟化环境下实例自动重启、漂移等场景。

本文就在项目中来集成 UidGenerator 这一工程来作为项目的全局唯一 ID 生成器。

注： 本文首发于 My Personal Blog，欢迎光临 小站

本文内容脑图如下：

基础工程创建

只需创建一个 Multi-Moudule 的 Maven 项目即可，然后我们集成进两个 Module：

• uid-generator：源码在此
• uid-consumer：消费者（ 使用 uid-generator 产生全局唯一的流水号 ）

uid-generator 模块我就不多说了，源码拿过来即可，无需任何改动；而关于 uid-consumer 模块，先在 pom.xml 中添加相关依赖如下：

    <dependencies>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.3.2</version>
        </dependency>

        <!--for Mysql-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <version>8.0.12</version>
        </dependency>

        <!-- druid -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.1.9</version>
        </dependency>

        <!--必须放在最后-->
        <dependency>
            <groupId>cn.codesheep</groupId>
            <artifactId>uid-generator</artifactId>
            <version>1.0</version>
        </dependency>

    </dependencies>

然后在 application.properties 配置文件中添加一些配置（主要是 MySQL 和 MyBatis 配置）

server.port=9999

spring.datasource.url=jdbc:mysql://xxx.xxx.xxx.xxx:3306/xxx?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=xxx
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true

完成之后工程缩影如下图所示：

下面我们来一步步集成 UidGenerator 的源码。

数据库建表

首先去 MySQL 数据库中建一个名为 WORKER_NODE 的数据表，其 sql 如下：

DROP TABLE IF EXISTS WORKER_NODE;
CREATE TABLE WORKER_NODE
(
ID BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'auto increment id',
HOST_NAME VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT 'host name',
PORT VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT 'port',
TYPE INT NOT NULL COMMENT 'node type: ACTUAL or CONTAINER',
LAUNCH_DATE DATE NOT NULL COMMENT 'launch date',
MODIFIED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT 'modified time',
CREATED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT 'created time',
PRIMARY KEY(ID)
)
 COMMENT='DB WorkerID Assigner for UID Generator',ENGINE = INNODB;

Spring 详细配置

• CachedUidGenerator 配置

UidGenerator 有两个具体的实现类，分别是 DefaultUidGenerator 和 CachedUidGenerator，不过官方也推荐了对于性能比较敏感的项目应使用后者，因此本文也使用 CachedUidGenerator，而对于 DefaultUidGenerator 不做过多阐述。

我们引入 UidGenerator 源码中的 cached-uid-spring.xml 文件，里面都是默认配置，我目前没有做任何修改

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="
		http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd">

	<!-- UID generator -->
	<bean id="disposableWorkerIdAssigner" class="com.baidu.fsg.uid.worker.DisposableWorkerIdAssigner" />

	<bean id="cachedUidGenerator" class="com.baidu.fsg.uid.impl.CachedUidGenerator">
		<property name="workerIdAssigner" ref="disposableWorkerIdAssigner" />

		<!-- 以下为可选配置, 如未指定将采用默认值 -->
		<!-- RingBuffer size扩容参数, 可提高UID生成的吞吐量. --> 
		<!-- 默认:3， 原bufferSize=8192, 扩容后bufferSize= 8192 << 3 = 65536 -->
		<!--<property name="boostPower" value="3"></property>--> 
		
		<!-- 指定何时向RingBuffer中填充UID, 取值为百分比(0, 100), 默认为50 -->
		<!-- 举例: bufferSize=1024, paddingFactor=50 -> threshold=1024 * 50 / 100 = 512. -->
		<!-- 当环上可用UID数量 < 512时, 将自动对RingBuffer进行填充补全 -->
		<!--<property name="paddingFactor" value="50"></property>--> 
		
		<!-- 另外一种RingBuffer填充时机, 在Schedule线程中, 周期性检查填充 -->
		<!-- 默认:不配置此项, 即不实用Schedule线程. 如需使用, 请指定Schedule线程时间间隔, 单位:秒 -->
		<!--<property name="scheduleInterval" value="60"></property>--> 
		
		<!-- 拒绝策略: 当环已满, 无法继续填充时 -->
		<!-- 默认无需指定, 将丢弃Put操作, 仅日志记录. 如有特殊需求, 请实现RejectedPutBufferHandler接口(支持Lambda表达式) -->
		<!--<property name="rejectedPutBufferHandler" ref="XxxxYourPutRejectPolicy"></property>--> 
		
		<!-- 拒绝策略: 当环已空, 无法继续获取时 -->
		<!-- 默认无需指定, 将记录日志, 并抛出UidGenerateException异常. 如有特殊需求, 请实现RejectedTakeBufferHandler接口(支持Lambda表达式) -->
		<!--<property name="rejectedPutBufferHandler" ref="XxxxYourPutRejectPolicy"></property>--> 
		
	</bean>

</beans>

• Mybatis Mapper XML 配置

即原样引入 UidGenerator 源码中关于工作节点（Worker Node）操作的 mapper xml 文件：WORKER_NODE.xml，其内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.baidu.fsg.uid.worker.dao.WorkerNodeDAO">
	<resultMap id="workerNodeRes"
			   type="com.baidu.fsg.uid.worker.entity.WorkerNodeEntity">
		<id column="ID" jdbcType="BIGINT" property="id" />
		<result column="HOST_NAME" jdbcType="VARCHAR" property="hostName" />
		<result column="PORT" jdbcType="VARCHAR" property="port" />
		<result column="TYPE" jdbcType="INTEGER" property="type" />
		<result column="LAUNCH_DATE" jdbcType="DATE" property="launchDate" />
		<result column="MODIFIED" jdbcType="TIMESTAMP" property="modified" />
		<result column="CREATED" jdbcType="TIMESTAMP" property="created" />
	</resultMap>

	<insert id="addWorkerNode" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id"
		parameterType="com.baidu.fsg.uid.worker.entity.WorkerNodeEntity">
		INSERT INTO WORKER_NODE
		(HOST_NAME,
		PORT,
		TYPE,
		LAUNCH_DATE,
		MODIFIED,
		CREATED)
		VALUES (
		#{hostName},
		#{port},
		#{type},
		#{launchDate},
		NOW(),
		NOW())
	</insert>

	<select id="getWorkerNodeByHostPort" resultMap="workerNodeRes">
		SELECT
		ID,
		HOST_NAME,
		PORT,
		TYPE,
		LAUNCH_DATE,
		MODIFIED,
		CREATED
		FROM
		WORKER_NODE
		WHERE
		HOST_NAME = #{host} AND PORT = #{port}
	</select>
</mapper>

编写业务代码

• config 类创建与配置

新建 UidConfig 类，为我们引入上文的 cached-uid-spring.xml 配置

@Configuration
@ImportResource(locations = { "classpath:uid/cached-uid-spring.xml" })
public class UidConfig {
}

• service 类创建与配置

新建 UidGenService，引入 UidGenerator 生成 UID 的业务接口

@Service
public class UidGenService {

    @Resource
    private UidGenerator uidGenerator;

    public long getUid() {
        return uidGenerator.getUID();
    }
}

• controller 创建与配置

新建 UidTestController，目的是方便我们用浏览器测试接口并观察效果：

@RestController
public class UidTestController {

    @Autowired
    private UidGenService uidGenService;

    @GetMapping("/testuid")
    public String test() {
        return String.valueOf( uidGenService.getUid() );
    }
}

实验测试

我们每启动一次 Spring Boot 工程，其即会自动去 MySQL 数据的 WORKER_NODE 表中插入一行关于工作节点的记录，类似下图所示：

接下来我们浏览器访问：http://localhost:9999/testuid

OK，全局唯一流水号 ID 已经成功生成并返回！

后记

由于能力有限，若有错误或者不当之处，还请大家批评指正，一起学习交流！

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