又一个多月没冒泡了，其实最近学了些东西，但是没有安排时间整理成博文，后续再奉上。最近还写了一个发邮件的组件以及性能测试会在这个月整理出来，还弄了个MSSQL参数化语法生成器，会在9月整理出来，有兴趣的园友可以关注下我的博客。
分享原由，最近公司用到，并且在找最合适的方案，希望大家多参与讨论和提出新方案。我和我的小伙伴们也讨论了这个主题，我受益匪浅啊……
今天分享的主题是：如何在高并发分布式系统中生成全局唯一Id。
但这篇博文实际上是“半分享半讨论”的博文：
1)
2)
我了解的方案如下……………………………………………………………………
1、
优势：编码简单，无需考虑记录唯一标识的问题。
缺陷：
1)
2)
3) 在业务上操作父、子表（即关联表）插入时，需要在插入数据库之前获取max(id)用于标识父表和子表关系，若存在并发获取max(id)的情况，max(id)会同时被别的线程获取到。
4)
结论：适合小应用，无需分表，没有高并发性能要求。
2、
1)
专门一个数据库，生成序列号。开启事物，每次操作插入时，先将数据插入到序列表并返回自增序列号用于做为唯一Id进行业务数据插入。
注意：需要定期清理序列表的数据以保证获取序列号的效率；插入序列表记录时要开启事物。
使用此方案的问题是：每次的查询序列号是一个性能损耗；如果这个序列号列暴了，那就杯具了，你不知道哪个表使用了哪个序列，所以就必须换另一种唯一Id方式如GUID。
2)
专门一个数据库，记录各个表的MaxId值，建一个存储过程来取Id，逻辑大致为：开启事物，对于在表中不存在记录，直接返回一个默认值为1的键值，同时插入该条记录到table_key表中。而对于已存在的记录，key值直接在原来的key基础上加1更新到MaxId表中并返回key。
使用此方案的问题是：每次的查询MaxId是一个性能损耗；不过不会像自增序列表那么容易列暴掉，因为是摆表进行划分的。
详细可参考：
我截取此文中的sql语法如下：
第一步：创建表
createtable
table_key
(
table_name
varchar
(50)
notnullprimarykey
,
key_value
intnotnull
)
第二步：创建存储过程来取自增ID
createprocedure
up_get_table_key
(
@table_name
varchar
(50),
@key_value
intoutput
)
as
begin
begin
tran
declare
@
keyint
--initialize the key with 1
set
@
key
=1
--whether the specified table is exist
if
not
exists(
select
table_name
from
table_key
where
table_name=@table_name)
begin
insertinto
table_key
values
(@table_name,@
key
)
--default key vlaue:1
end
-- step increase
else
begin
select
@
key
=key_value
from
table_key
with
(nolock)
where
table_name=@table_name
set
@
key
=@
key
+1
--update the key value by table name
update
table_key
set
key_value=@
keywhere
table_name=@table_name
end
--set ouput value
set
@key_value=@
key
--commit tran
commit
tran
if @@error>0
rollback
tran
end
感谢园友的好建议：
1. （@辉_辉）建议给table_key中为每个表初始化一条key为1的记录，这样就不用每次if来判断了。
2. （@乐活的CodeMonkey）建议给存储过程中数据库事物隔离级别提高一下，因为出现在CS代码层上使用如下事物代码会导致并发重复问题.
TransactionOptions option =
new
TransactionOptions();
option.IsolationLevel = IsolationLevel.ReadUncommitted;
option.Timeout =
new
TimeSpan(0, 10, 0);
using
(TransactionScope transaction =
new
TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew, option))
{
//调用存储过程
}
在咨询过DBA后，这个存储过程提高数据库隔离级别会加大数据库访问压力，导致响应超时问题。所以这个建议我们只能在代码编写宣导上做。
结论：适用中型应用，此方案解决了分表，关联表插入记录的问题。但是无法满足高并发性能要求。同时也存在单点问题，如果这个数据库cash掉的话……
我们目前正头痛这个问题，因为我们的高并发常常出现数据库访问超时，瓶颈就在这个MaxId表。我们也有考虑使用分布式缓存（eg：memcached）缓存第一次访问MaxId表数据，以提高再次访问速度，并定时用缓存数据更新一次MaxId表，但担心的问题是：倘若缓存失效或暴掉了，那缓存的MaxId没有更新到数据库导致数据丢失，必须停掉站点来执行Select max(id)各个表来同步MaxId表。
网上找到的特别妙的改进方案，帅呆了……
整体思想：建立两台以上的数据库ID生成服务器，每个服务器都有一张记录各表当前ID的MaxId表，但是MaxId表中Id的增长步长是服务器的数量，起始值依次错开，这样相当于把ID的生成散列到每个服务器节点上。例如：如果我们设置两台数据库ID生成服务器，那么就让一台的MaxId表的Id起始值为1（或当前最大Id+1），每次增长步长为2，另一台的MaxId表的ID起始值为2（或当前最大Id+2），每次步长也为2。这样就将产生ID的压力均匀分散到两台服务器上，同时配合应用程序控制，当一个服务器失效后，系统能自动切换到另一个服务器上获取ID，从而解决的单点问题保证了系统的容错。（Flickr思想）
结论：适合大型应用，生成Id较短，友好性比较好。（强烈推荐）
3、
这个特性在SQL Server 2012、Oracle中可用。这个特性是数据库级别的，允许在多个表之间共享序列号。它可以解决分表在同一个数据库的情况，但倘若分表放在不同数据库，那将共享不到此序列号。（eg：Sequence使用场景：你需要在多个表之间公用一个流水号。以往的做法是额外建立一个表，然后存储流水号）
相关Sequence特性资料：
SQL Server2012中的SequenceNumber尝试
SQL Server 2012 开发新功能——序列对象（Sequence）
identity和sequence的区别
Difference between Identity and Sequence in SQL Server 2012
结论：适用中型应用，此方案不能完全解决分表问题，并且存在“单独开一个数据库，获取全局唯一的自增序列号或各表的MaxId”方案中不能解决的问题
4、
优点：实现简单，维护也比较简单。
缺点：关联表操作相对比较复杂，需要两个字段。并且业务逻辑必须是一开始就设计为处理复合主键的逻辑，倘若是到了后期，由单主键转为复合主键那改动成本就太大了。
结论：适合大型应用，但需要业务逻辑配合处理复合主键。
5、
优点：实现简单，且比较容易根据
结论：适合大型应用，但需要高度关注各个集群
6、
优点：GUID是最简单的方案，全局唯一的Id，数据间同步、迁移都能简单实现。
缺点：存储占了32位，且无可读性，返回GUID给客户显得很不专业；还占用了珍贵的聚集索引，一般我们不会根据GUID去查单据，并且插入时因为GUID是无需的，在聚集索引的排序规则下可能移动大量的记录。
结论：适合大型应用，生成的Id不够友好。（推荐）
改进：（@dudu建议）在SQL Server 2005中新增了NEWSEQUENTIALID函数。
详细请看：《理解newid()和newsequentialid()》
在指定计算机上创建大于先前通过该函数生成的任何
1)
2)
3)
如果生成的GUID所在字段做为外键要被其他表使用，我们就需要得到这个生成的值
通常，PK是一个IDENTITY字段，我们可以在INSERT之后执行 SELECT SCOPE_IDENTITY()来获得新生成的ID
但是由于NEWSEQUENTIALID()不是一个INDETITY类型，这个办法是做不到了，而他本身又只能在默认值中使用，不可以事先SELECT好再插入，那么我们如何得到呢？有以下两种方法：
--1. 定义临时表变量
DECLARE
@outputTable
TABLE
(ID uniqueidentifier)
INSERTINTO
TABLE1(col1, col2)
OUTPUT
INSERTED.ID
INTO
@outputTable
VALUES
(
'value1'
,
'value2'
)
SELECT
ID
FROM
@outputTable
--2. 标记ID字段为ROWGUID（一个表只能有一个ROWGUID）
INSERTINTO
TABLE1(col1, col2)
VALUES
(
'value1'
,
'value2'
)
--在这里，ROWGUIDCOL其实相当于一个别名
SELECT
ROWGUIDCOL
FROM
TABLE1
结论：适合大型应用，并解决了GUID中无序导致索引列插入移动大量记录的问题。（推荐）
7、
对于GUID的可读性，有友给出如下方案：（感谢：@黑色的羽翼）
/// <summary>
/// 根据GUID获取19位的唯一数字序列
/// </summary>
publicstaticlong
GuidToLongID()
{
byte
[] buffer = Guid.NewGuid().ToByteArray();
return
BitConverter.ToInt64(buffer, 0);
}
即将GUID转为了19位数字，数字反馈给客户可以一定程度上缓解友好性问题。EG:
GUID: cfdab168-211d-41e6-8634-ef5ba6502a22 （不友好）
Int64: 5717212979449746068 （友好性还行）
不过我的小伙伴说ToInt64后就不唯一了。因此我专门写了个并发测试程序，后文将给出测试结果截图及代码简单说明。
（唯一性是可以权衡的，这个唯一性肯定比不过GUID的，一般程序上都会安排错误处理机制，比如异常后执行一次重插的方案……）
结论：适合大型应用，并且经我测试程序跑了一个晚上没有出现重复Id问题。（推荐）
8、
优点：全局唯一Id，符合业务后续长远的发展（可能具体业务需要自己的编码规则等等）。
缺陷：根据具体编码规则实现而不同。
我这边写两个编码规则方案：（可能不唯一，只是个人方案，也请大家提出自己的编码规则）
1)
缺陷：因为附带随机码，所以编码缺少一定的顺序感。（生成高唯一性随机码的方案稍后给给出程序）
2)
缺陷：因为使用到流水码，流水码的生成必然会遇到和MaxId、序列表、Sequence方案中类似的问题
（为什么没有毫秒？毫秒也不具备业务可读性，我改用5位随机码、流水码代替，推测1秒内应该不会下99999[五位]条语法）
结论：适合大型应用，从业务上来说，有一个规则的编码能体现产品的专业成度。（强烈推荐）
GUID生成Int64值后是否还具有唯一性测试
测试环境
主要测试思路：
1.
2.
示例注解：测了
主要代码：
for
(
int
i = 0; i <= Environment.ProcessorCount - 1; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(
(list) =>
{
List<
long
> tempList = list
as
List<
long
>;
for
(
int
j = 1; j < listLength; j++)
{
byte
[] buffer = Guid.NewGuid().ToByteArray();
tempList.Add(BitConverter.ToInt64(buffer, 0));
}
barrier.SignalAndWait();
}, totalList[i]);
}
测试数据截图：
数据一（循环1000次）
数据二（循环5000次）--跑了一个晚上……
（唯一性是可以权衡的，这个唯一性肯定比不过GUID的，一般程序上都会安排错误处理机制，比如异常后执行一次重插的方案……）
结论：GUID转为Int64值后，也具有高唯一性，可以使用与项目中。
Random生成高唯一性随机码
我使用了五种Random生成方案，要Random生成唯一主要因素就是种子参数要唯一。（这是比较久以前写的测试案例了，一直找不到合适的博文放，今天终于找到合适的地方了）
不过该测试是在单线程下的，多线程应使用不同的Random实例，所以对结果影响不会太大。
即：
static int GetRandomSeed()
{
byte[] bytes = new byte[4];
System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider rng
= new System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider();
rng.GetBytes(bytes);
return BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
}测试结果：
结论：随机码使用RNGCryptoServiceProvider或Guid.NewGuid().GetHashCode()生成的唯一性较高。
