CN113449488A - 唯一标识的生成方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种唯一标识的生成方法和装置,涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括:获取本机的机器码,并向注册中心注册机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使标识生成算法根据机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识。该实施方式保证了分布式集群系统环境下生成的唯一标识的全局唯一性,且无需对机器进行单独配置,便于集群的水平扩展,同时,在数据分库分表保存的情况下,可以快速、准确地获取数据。
Description
技术领域 本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种唯一标识的生成方法和装置。 背景技术 大多数分布式的业务系统,都需要一个唯一标识(例如:算法中的全局唯一标识ID),例如:订单ID、医生ID、患者ID等。雪花算法是目前常用的全局唯一标识的生成方式之一。 在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题: 1)传统雪花算法中,机器码需要针对微服务集群中每一台机器进行不同的配置,如果集群中有上千台机器,那配置项将是一个浩大的工程,配置繁琐且可能无法保证生成的唯一标识的全局唯一性,同时不方便集群自由的水平扩展; 2)分库分表环境下根据全局唯一标识无法准确获取数据; 3)集群环境下利用雪花算法生成全局唯一标识ID一般是将算法封装成微服务,业务系统通过RPC调用该微服务获取全局ID。但这种做法使得业务系统与微服务耦合性强、依赖性强,微服务若不可用将会影响整个业务系统;其次网络耗时对ID生成的效率有很大的限制。 发明内容 有鉴于此,本发明实施例提供一种唯一标识的生成方法和装置,能够保证分布式集群系统环境下生成的唯一标识的全局唯一性,且无需对机器进行单独配置,便于集群的水平扩展,同时,在数据分库分表保存的情况下,可以快速、准确地获取数据。 为实现上述目的,根据本发明实施例的一个方面,提供了一种唯一标识的生成方法。 一种唯一标识的生成方法,包括:获取本机的机器码,并向注册中心注册所述机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使所述标识生成算法根据所述机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将所述数据库标识和所述数据表标识与所述第一标识进行拼接以得到唯一标识。 可选地,获取本机的机器码包括:获取本机的网络地址,并计算所述网络地址的编码;将所述网络地址的编码对所述标识生成算法支持的机器最大个数进行取模以得到所述机器码。 可选地,将注册成功的机器码输入到标识生成算法中包括:将注册成功的机器码以构造函数传参的形式初始化到所述标识生成算法中。 可选地,所述标识生成算法为改进的雪花算法。 可选地,所述标识生成算法由以下部分组成:1位标识符、40位时间戳、6位机器码和7位随机序列号。 可选地,所述标识生成算法由以下部分组成:1位标识符、38位时间戳、7位机器码和8位随机序列号。 可选地,所述方法被实现为软件开发工具包。 根据本发明实施例的另一方面,提供了一种唯一标识的生成装置。 一种唯一标识的生成装置,包括:机器码注册模块,用于获取本机的机器码,并向注册中心注册所述机器码;算法执行模块,用于将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使所述标识生成算法根据所述机器码生成第一标识;标识拼接模块,用于获取数据库标识和数据表标识,并将所述数据库标识和所述数据表标识与所述第一标识进行拼接以得到唯一标识。 根据本发明实施例的又一方面,提供了一种唯一标识的生成电子设备。 一种唯一标识的生成电子设备,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所提供的唯一标识的生成方法。 根据本发明实施例的再一方面,提供了一种计算机可读介质。 一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的唯一标识的生成方法。 上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果:通过获取本机的机器码,并向注册中心注册机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使标识生成算法根据机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识,保证了分布式集群系统环境下生成的唯一标识的全局唯一性,且无需对机器进行单独配置,便于集群的水平扩展,同时,在数据分库分表保存的情况下,可以快速、准确地获取数据。通过对雪花算法进行改进可以满足不同业务场景的应用需求,灵活方便;通过将唯一标识的生成方法和装置封装为软件开发工具包引入工程,对业务无侵入性,且可以在本地生成唯一标识,生成效率很高,无网络耗时。 上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。 附图说明 附图用于更好地理解本发明,不构成对本发明的不当限定。其中: 图1是现有的雪花算法的组成结构示意图; 图2是根据本发明实施例的唯一标识的生成方法的主要步骤示意图; 图3是本发明一个实施例的改进的雪花算法的组成结构示意图; 图4是本发明另一个实施例的改进的雪花算法的组成结构示意图; 图5是本发明一个实施例的全局唯一标识的拼接原理示意图; 图6是本发明实施例的生成全局唯一标识的流程示意图; 图7是根据本发明实施例的唯一标识的生成装置的主要模块示意图; 图8是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图; 图9是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。 具体实施方式 以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。 现有技术中,以雪花算法为例,其是常用的全局唯一标识ID的生成算法。图1是现有的雪花算法的组成结构示意图。如图1所示,现有的雪花算法主要由以下部分组成: (1)1位标识符:始终是0,由于long数据类型(长整型)在Java中是带符号的,最高位是符号位,正数是0,负数是1,而id一般是正数,故最高位是0; (2)41位时间戳:41位时间戳不是存储当前时间的时间戳,而是存储时间戳的差值(当前时间戳-开始时间戳)得到的值,这里的的开始时间戳,一般是id生成器开始使用的时间,由程序来指定的; (3)10位机器码:可以部署1024个节点,如果机器分机房(IDC)部署,这10位可以由5位机房ID+5位机器ID组成; (4)12位序列号:毫秒内的计数,12位的计数顺序号支持每个节点每毫秒(同一机器,同一时间戳)产生4096个ID序号。 为了解决现有技术中雪花算法在生成全局唯一标识时存在的问题,本发明提供了一种唯一标识的生成方法和装置,使得生成的唯一标识可以满足不同的使用场景需求;并且,通过引入集群中每个机器的机器码,并将机器码输入到标识生成算法中,保证了集群中每个机器生成的唯一标识的全局唯一性;另外,通过将唯一标识保存的数据库和数据表信息拼接到唯一标识中,可以实现分库分表环境下准确地定位到数据所在的库和表;最后,通过将唯一标识的生成方法和装置封装为软件开发工具包jar包引入工程,对业务无侵入性,且可以在本地生成唯一标识,生成效率很高,无网络耗时。 图2是根据本发明实施例的唯一标识的生成方法的主要步骤示意图.如图2所示,本发明实施例的唯一标识的生成方法主要包括如下的步骤S201至步骤S203。 步骤S201:获取本机的机器码,并向注册中心注册机器码; 步骤S202:将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使标识生成算法根据机器码生成第一标识; 步骤S203:获取数据库标识和数据表标识,并将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识。 在本发明的实施例中,唯一标识例如是算法中的全局唯一标识。 根据本发明的一个实施例,获取本机的机器码的步骤可以包括: 获取本机的网络地址,并计算网络地址的编码; 将网络地址的编码对标识生成算法支持的机器最大个数进行取模以得到机器码。 在本发明的实施例中,在程序初始化时会获取本地的IP地址(网络地址),并计算该IP地址的哈希编码(根据需要也可选择其他编码方式)。之后,将该IP地址的哈希编码对标识生成算法中支持的集群包括的机器最大个数进行取模即可得到机器码。然后,向注册中心注册该机器码,若未能注册成功,则说明该机器码已存在,则可将该机器码增加1后再次进行注册,同时还可设置超时时间来控制注册时间。其中,在本发明的实施例中,利用redis充当注册中心,通过redis的单线程实现原理,保证注册的机器码不重复。 在程序初始化时生成当前机器的机器码并在redis上注册,并将注册成功的机器码输入到标识生成算法中。在本发明实施例的标识生成算法中,唯一标识即表现为程序算法中的全局唯一标识。其中,将注册成功的机器码输入到标识生成算法中时,具体可以是:将注册成功的机器码以构造函数传参的形式初始化到标识生成算法中。之后,标识生成算法生成全局唯一标识的过程即与redis解绑,从而使得即使后续在redis主机挂掉的情况下也不会影响应用正常生成全局唯一标识。 在本发明的实施例中,标识生成算法例如是雪花算法。并且,本发明中还对雪花算法进行了改进,以使得改进的雪花算法生成的第一标识的长度可控且全为数字,可以满足不同应用对唯一标识的长度需求。 图3是本发明一个实施例的改进的雪花算法的组成结构示意图。在本发明的一个实施例中,标识生成算法(改进的雪花算法)由以下几个部分组成:1位标识符、40位时间戳、6位机器码和7位随机序列号。 根据图3的改进的雪花算法生成的第一标识的规律为:第一标识最长16位,适合长度有要求的应用;可连续生成34.8年;算法支持的集群中机器的最大个数64个;每毫秒生成第一标识个数128个。 其中,使用年限的计算方法(下同)如下: (240-1)/(1000*60*60*24*356)=34.8年。 图4是本发明另一个实施例的改进的雪花算法的组成结构示意图。在本发明的一个实施例中,标识生成算法(改进的雪花算法)由以下几个部分组成:1位标识符、38位时间戳、7位机器码和8位随机序列号。 根据图4的改进的雪花算法生成的第一标识的规律为:第一标识最长16位;可连续生成8.7年;算法支持的集群中机器的最大个数128个;每毫秒生成第一标识个数256个。 将图3和图4所示的实施例中给出的改进的雪花算法的组成结构总结如下表1所示。 表1
图3所示的实施例中给出的改进的雪花算法生成的第一标识较短,适用于对唯一标识ID长度有要求的场景,可节省一定的空间;图4所示的实施例中给出的改进的雪花算法并发性高,适用于对集群中机器数量较多,且唯一标识ID生成非常频繁的场景。 在通过标识生成算法生成第一标识之后,即可将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识,如此即可在分库分表存储的情况下,根据唯一标识准确、快速地获取数据。同时,由于本发明实施例中改进的雪花算法生成的第一标识为16位,而现有的雪花算法生成的唯一标识为19位长整型,故而可通过将第一标识拼接1位的数据库标识和2位的数据表标识以生成19位的全局唯一标识,与现有的唯一标识的位数保持一致。 图5是本发明一个实施例的全局唯一标识的拼接原理示意图。如图5所示,本发明实施例的改进的雪花算法生成的第一标识为16位:“XXXX XXXX XXXX XXXX”,拼接的数据库标识为“1”,拼接的数据表标识为“12”。 在具体应用中,若已知外部系统提供的用户账号,且用户账号对应一个全局唯一标识,当需要查找该用户账号在其他系统内对应的用户数据时,即需要先获取其对应的全局唯一标识,并根据全局唯一标识进行数据查找。此时,可通过对用户账号进行哈希运算得到哈希值,然后将该哈希值对10取模生成1位的数据库标识,将该哈希值对100取模生成2位的数据表标识,从而准确地获取该用户账号的存储位置,从而快速地获取到对应的全局唯一标识。 图6是本发明实施例的生成全局唯一标识的流程示意图。如图6所示,当用于生成全局唯一标识的集群中的某个机器上线时,首先,获取当前机器的IP地址;然后,通过对IP地址进行哈希编码并对标识生成算法所支持的集群中机器最大个数进行取模来获取当前机器的机器码;之后,向注册中心注册机器码,以redis作为注册中心的具体实现,通过单线程进行机器码注册;若注册成功,则将该注册成功的机器码注入标识生成算法(雪花算法)中以生成第一标识,否则,将机器码自增1之后再次向注册中心进行机器码注册,直至注册成功;在生成第一标识之后,将第一标识与数据库标识和数据表标识进行拼接以生成全局唯一标识,并根据数据库标识和数据表标识进行该全局唯一标识的保存。 图7是根据本发明实施例的唯一标识的生成装置的主要模块示意图。如图7所示,本发明实施例的唯一标识的生成装置700主要包括机器码注册模块701、算法执行模块702和标识拼接模块703。 机器码注册模块701,用于获取本机的机器码,并向注册中心注册所述机器码; 算法执行模块702,用于将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使所述标识生成算法根据所述机器码生成第一标识; 标识拼接模块703,用于获取数据库标识和数据表标识,并将所述数据库标识和所述数据表标识与所述第一标识进行拼接以得到唯一标识。 根据本发明的一个实施例,机器码注册模块701还可以用于: 获取本机的网络地址,并计算所述网络地址的编码; 将所述网络地址的编码对所述标识生成算法支持的机器最大个数进行取模以得到所述机器码。 根据本发明的另一个实施例,算法执行模块702还可以用于: 将注册成功的机器码以构造函数传参的形式初始化到所述标识生成算法中。 根据本发明的实施例,该标识生成算法为改进的雪花算法。 根据本发明的一个实施例,所述标识生成算法由以下部分组成: 1位标识符、40位时间戳、6位机器码和7位随机序列号。 根据本发明的另一个实施例,所述标识生成算法由以下部分组成: 1位标识符、38位时间戳、7位机器码和8位随机序列号。 根据本发明的又一个实施例,所述装置被实现为软件开发工具包。 根据本发明实施例的技术方案,通过获取本机的机器码,并向注册中心注册机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使标识生成算法根据机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识,保证了分布式集群系统环境下生成的唯一标识的全局唯一性,且无需对机器进行单独配置,便于集群的水平扩展,同时,在数据分库分表保存的情况下,可以快速、准确地获取数据。通过对雪花算法进行改进可以满足不同业务场景的应用需求,灵活方便;通过将唯一标识的生成方法和装置封装为软件开发工具包引入工程,对业务无侵入性,且可以在本地生成唯一标识,生成效率很高,无网络耗时。 根据本发明的实施例,主要具有以下有益效果: (1)Redis作为注册中心,可以保证集群中的机器拿到不同机器码,进而保证雪花算法生成的ID全局唯一; (2)功能健壮性强,全局唯一标识生成过程与Redis解耦,即使Redis机器宕机也不会影响各业务系统继续生成全局唯一标识; (3)雪花算法保证生成的全局唯一标识依次递增,集群环境下保证生成的全局唯一标识趋势递增,且对其他用户信息等的保密性强; (4)生成的全局唯一标识均由数字组成,可在数据仓库环境下作为主键使用,可读性强,查询效率高; (5)将算法封装成软件开发工具包jar包直接使用,对业务无侵入性,且不存在网络耗时,生成全局唯一标识的效率很高; (6)生成全局唯一标识的可使用年限较长; (7)接入配置简单,集群水平扩展无需额外配置,支持的机器个数满足了大多数应用; (8)标识生成算法是雪花算法的改进,这两种改进方案可作为配置项供系统调用,满足不同的业务需求; (9)分库分表情况下可以根据全局唯一标识直接定位需要查询的数据的库表位置。 图8示出了可以应用本发明实施例的唯一标识的生成方法或唯一标识的生成装置的示例性系统架构800。 如图8所示,系统架构800可以包括终端设备801、802、803,网络804和服务器805。网络804用以在终端设备801、802、803和服务器805之间提供通信链路的介质。网络804可以包括各种连接类型,例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。 用户可以使用终端设备801、802、803通过网络804与服务器805交互,以接收或发送消息等。终端设备801、802、803上可以安装有各种通讯客户端应用,例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。 终端设备801、802、803可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备,包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。 服务器805可以是提供各种服务的服务器,例如对用户利用终端设备801、802、803所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理,并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。 需要说明的是,本发明实施例所提供的唯一标识的生成方法一般由服务器805执行,相应地,唯一标识的生成装置一般设置于服务器805中。 应该理解,图8中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要,可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。 下面参考图9,其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统900的结构示意图。图9示出的终端设备或服务器仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。 如图9所示,计算机系统900包括中央处理单元(CPU)901,其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中,还存储有系统900操作所需的各种程序和数据。CPU 901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。 以下部件连接至I/O接口905:包括键盘、鼠标等的输入部分906;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907;包括硬盘等的存储部分908;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质911,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器910上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分908。 特别地,根据本发明公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分909从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质911被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)901执行时,执行本发明的系统中限定的上述功能。 需要说明的是,本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。 附图中的流程图和框图,图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。 描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中,例如,可以描述为:一种处理器包括机器码注册模块、算法执行模块和标识拼接模块。其中,这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定,例如,机器码注册模块还可以被描述为“用于获取本机的机器码,并向注册中心注册所述机器码的模块”。 作为另一方面,本发明还提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时,使得该设备包括:获取本机的机器码,并向注册中心注册所述机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使所述标识生成算法根据所述机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将所述数据库标识和所述数据表标识与所述第一标识进行拼接以得到唯一标识。 根据本发明实施例的技术方案,通过获取本机的机器码,并向注册中心注册机器码;将注册成功的机器码输入到标识生成算法中,以使标识生成算法根据机器码生成第一标识;获取数据库标识和数据表标识,并将数据库标识和数据表标识与第一标识进行拼接以得到唯一标识,保证了分布式集群系统环境下生成的唯一标识的全局唯一性,且无需对机器进行单独配置,便于集群的水平扩展,同时,在数据分库分表保存的情况下,可以快速、准确地获取数据。通过对雪花算法进行改进可以满足不同业务场景的应用需求,灵活方便;通过将唯一标识的生成方法和装置封装为软件开发工具包引入工程,对业务无侵入性,且可以在本地生成唯一标识,生成效率很高,无网络耗时。 上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。