分布式主键

    目前有许多第三方解决方案可以完美解决这个问题，如 UUID 等依靠特定算法自生成不重复键，或者通过引入主键生成服务等。为了方便用户使用、满足不同用户不同使用场景的需求， Apache ShardingSphere 不仅提供了内置的分布式主键生成器，例如 UUID、SNOWFLAKE，还抽离出分布式主键生成器的接口，方便用户自行实现自定义的自增主键生成器。

    内置的主键生成器

    采用 的方式产生分布式主键。

    SNOWFLAKE

    在分片规则配置模块可配置每个表的主键生成策略，默认使用雪花算法（snowflake）生成 64bit 的长整型数据。

    雪花算法是由 Twitter 公布的分布式主键生成算法，它能够保证不同进程主键的不重复性，以及相同进程主键的有序性。

    实现原理

    使用雪花算法生成的主键，二进制表示形式包含 4 部分，从高位到低位分表为：1bit 符号位、41bit 时间戳位、10bit 工作进程位以及 12bit 序列号位。

    • 符号位（1bit）

    预留的符号位，恒为零。

    • 时间戳位（41bit）

    41 位的时间戳可以容纳的毫秒数是 2 的 41 次幂，一年所使用的毫秒数是：。 通过计算可知：

    结果约等于 69.73 年。 Apache ShardingSphere 的雪花算法的时间纪元从 零点开始，可以使用到 2086 年，相信能满足绝大部分系统的要求。

    • 工作进程位（10bit）
    • 序列号位（12bit）

    该序列是用来在同一个毫秒内生成不同的 ID。如果在这个毫秒内生成的数量超过 4096 (2 的 12 次幂)，那么生成器会等待到下个毫秒继续生成。

    雪花算法主键的详细结构见下图。

    时钟回拨

    服务器时钟回拨会导致产生重复序列，因此默认分布式主键生成器提供了一个最大容忍的时钟回拨毫秒数。 如果时钟回拨的时间超过最大容忍的毫秒数阈值，则程序报错；如果在可容忍的范围内，默认分布式主键生成器会等待时钟同步到最后一次主键生成的时间后再继续工作。 最大容忍的时钟回拨毫秒数的默认值为 0，可通过属性设置。