浅聊一下分布式ID生成服务
1、背景
在复杂的分布式系统中需要大量的唯一标识，如在订单、消息推送、支付、调度、费用等系统中都有需要，在数据日渐增长中数据库自增ID将无法满足庞大数据唯一标识的支撑，因此需要一套可以生成全局唯一标识ID的系统。
需要满足的条件
全局唯一性：不能出现重复的ID，这是最基础的要求
趋势递增：ID多数时会被定义为主键或唯一索引，要利于索引检索提高性能
单调递增：保证下一个ID要大于上一个ID
信息安全：需要ID无规则、不规则，因为ID连续会被轻易的恶意抓取 或 通过ID评估一定时间区间内订单量
上述1、2、3对应不同场景，3和4需求互斥无法满足同一方案
不仅要对ID自身有要求，对ID生成系统的可靠性也是有严格的要求的，假如ID生成系统宕机了，那么对该系统所依赖的所有系统都将挂掉，这将是灾难性的事故。
由此对ID生成系统可靠性的总结
平均延迟和TP999都要尽可能的低
TP(top percentile) 统计学中的术语 与平均数、中位数都是一类。
TP90就是满足百分之九十的网络请求所需要的最低耗时。
TP99就是满足百分之九十九的网络请求所需要的最低耗时。
TP999就是满足千分之九百九十九的网络请求所需要的最低耗时
可用性5个9（点击查看介绍）（99.999%）
高QPS
2、常见方法介绍
UUID
UUID (Universally Unique Identifier) 通用唯一编码，其标准形式包含32个16进制数字，以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符，示例：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000，到目前为止业界一共有5种方式生成UUID。
优点
性能非常高：本地生成，无网络消耗
缺点
不易于存储：UUID太长，通常以36长度字符串表示，很多场景不适用
信息不安全：基于MAC地址生成UUID的算法可能会造成MAC地址泄漏，这个漏洞曾被用于寻找梅丽莎病毒的制作者位置
ID作为主键会有一些问题，比如做DB主键的场景下，UUID就不太适合
MySQL官方有明确的建议主键要尽量越短越好，36个字符长度的UUID不符合要求
对MySQL索引不利：如果作为数据库主键，在InnoDB引擎下，UUID的无序性可能会引起数据位置频繁变动，严重影响性能。
snowflake方案
算法描述
最高位是符号位，始终为0，不可用
41位的时间序列，精确到毫秒可使用69年 ，（1<<41）/ (3600*24*365*1000) ≈ 69
10位的机器标识，10位长度最多支持部署1024个节点
12位的计数序列号，序列号即一系列的自增id，可以支持同一节点同一毫秒生成多个ID序号，12位的计数序列号支持每个节点每毫秒产生2^12≈4096个ID序号
优点
毫秒数在高位，自增序列在低位，整个ID都是趋势递增的。
不依赖数据库等第三方系统，以服务的方式部署，稳定性更高，生成ID的性能也是非常高的。
可以根据自身业务特性分配bit位，非常灵活。
缺点
强依赖机器时钟，如果机器上时钟回拨，会导致发号重复或者服务会处于不可用状态。
生成的ID取模后可能不均匀
数据库生成
数据库生成是通过数据库自增ID生成唯一标识。优点是简单易用，缺点是对数据库性能有影响，且无法满足分布式系统的需求。
为了提高性能和可扩展性，可以引入分库分表策略，将ID生成分散到多个数据库实例。
Redis生成
Redis生成是利用Redis的原子操作来生成唯一标识。为了提高可靠性，可以采用Redis集群或主从复制等方式，确保当某个Redis实例出现问题时，其他实例仍然可以继续提供服务。
区块链技术生成ID（GPT4模型提供的新颖的ID生成方案）
优点
唯一性和不可篡改性：区块链技术具有不可篡改的特性，可以确保生成的ID具有全局唯一性，避免了ID重复的问题。
安全性：区块链采用分布式共识算法，提高了数据的安全性。攻击者很难篡改数据，除非控制了网络中的大部分节点。
去中心化：区块链技术采用去中心化的方式进行数据存储，降低了单点故障的风险，提高了系统的容错能力。
可扩展性：基于智能合约的ID生成方案可以灵活地扩展和升级，以满足不同场景和业务需求。
缺点
性能：相较于传统的集中式ID生成方案，区块链技术在性能方面可能较低，因为它需要多个节点达成共识才能生成新的ID。这可能导致ID生成速度较慢，不适合高并发场景。
复杂性：区块链技术相对复杂，实现和维护成本较高。对于一些小型应用或简单场景，这种ID生成方案可能不是最优选择。
能耗：部分区块链技术采用工作量证明（Proof of Work，PoW）共识机制，这种机制会消耗大量的计算资源和能源。虽然新的共识机制（如权益证明，Proof of Stake，PoS）在能耗方面有所改进，但整体能耗仍然较高。
成本：部署和维护区块链网络需要投入一定的资源和成本，可能不适合所有场景和应用。