分布式ID系列（3）——數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID機(jī)制適合做分布式ID嗎

Stardustsky 發(fā)布于2019-08-19 10:30 / 3680人閱讀

摘要：數(shù)據(jù)庫(kù)自增機(jī)制原理介紹在分布式里面，數(shù)據(jù)庫(kù)的自增機(jī)制的主要原理是數(shù)據(jù)庫(kù)自增和數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。

數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID機(jī)制原理介紹

在分布式里面，數(shù)據(jù)庫(kù)的自增ID機(jī)制的主要原理是：數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的replace_into()函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。這里的replace數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的replace_into()函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。這里的replace into跟insert功能類(lèi)似，不同點(diǎn)在于：replace into首先嘗試插入數(shù)據(jù)列表中，如果發(fā)現(xiàn)表中已經(jīng)有此行數(shù)據(jù)（根據(jù)主鍵或唯一索引判斷）則先刪除，再插入。否則直接插入新數(shù)據(jù)。

單機(jī)mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的自增id實(shí)現(xiàn)如下所示：

首先表結(jié)構(gòu)如下所示

create table t_test(
    id bigint(20) unsigned not null auto_increment PRIMARY KEY,
    stub char(1) not null default "",
    unique key stub (stub)
)

然后我們插入的sql語(yǔ)句和查詢(xún)的語(yǔ)句如下所示

replace into t_test (stub) values("b");
select last_insert_id();

此時(shí)可以看到看到我們剛剛插入的id值是1

以上就是單機(jī)版mysql的自增id的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，但是這里講的是分布式id，所以我們要分析一下數(shù)據(jù)庫(kù)的自增ID機(jī)制在分布式里面是怎么實(shí)現(xiàn)的。

分布式id在數(shù)據(jù)庫(kù)里面的實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

既然是分布式id，那么最少要使用兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這里我們使用3臺(tái)來(lái)講解，為了保證每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)里面的id自增的時(shí)候不會(huì)重復(fù)，那么我們就要給每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置auto-increment-increment和auto-increment-offset這兩個(gè)屬性值(auto-increment-increment表示每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的起始id值，然后auto-increment-offset表示每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)每一次的增加數(shù)字)，設(shè)置值如下所示

Server1：
auto-increment-increment = 1
auto-increment-offset = 3

Server2：
auto-increment-increment = 2
auto-increment-offset = 3

Server2：
auto-increment-increment = 3
auto-increment-offset = 3

那么如果我們有n臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的話，那么上面的auto-increment-increment和auto-increment-offset這兩個(gè)屬性值應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)呢，我們給每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置初始值分別為1,2,3...N，然后每一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)自增步長(zhǎng)為機(jī)器的臺(tái)數(shù)N，如下圖所示

數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID是否適合做分布式ID：

那數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID機(jī)制適合作分布式ID嗎？答案是不太適合，為什么呢，我總結(jié)了下面兩個(gè)原因：

1：系統(tǒng)水平擴(kuò)展比較困難，比如定義好了步長(zhǎng)和機(jī)器臺(tái)數(shù)之后，如果要添加機(jī)器該怎么做？假設(shè)現(xiàn)在只有一臺(tái)機(jī)器發(fā)號(hào)是1,2,3,4,5（步長(zhǎng)是1），這個(gè)時(shí)候需要擴(kuò)容機(jī)器一臺(tái)?？梢赃@樣做：把第二臺(tái)機(jī)器的初始值設(shè)置得比第一臺(tái)超過(guò)很多，比如14（注意這里設(shè)置14的前提是：在擴(kuò)容期間第一臺(tái)機(jī)器的ID不可能增加到14），同時(shí)設(shè)置步長(zhǎng)為2，那么這臺(tái)機(jī)器下發(fā)的號(hào)碼都是14以后的偶數(shù)。然后把第一臺(tái)機(jī)器的ID值保留為奇數(shù)，比如7，然后修改第一臺(tái)的步長(zhǎng)為2。讓它符合我們定義的號(hào)段標(biāo)準(zhǔn)。擴(kuò)容方案看起來(lái)復(fù)雜嗎？貌似還好，現(xiàn)在想象一下如果我們線上有100臺(tái)機(jī)器，這個(gè)時(shí)候要擴(kuò)容該怎么做？簡(jiǎn)直是噩夢(mèng)。所以系統(tǒng)水平擴(kuò)展方案復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)。
2：數(shù)據(jù)庫(kù)壓力還是很大，每次獲取ID都得讀寫(xiě)一次數(shù)據(jù)庫(kù)，非常影響性能，不符合分布式ID里面的延遲低和要高QPS的規(guī)則(在高并發(fā)下，如果都去數(shù)據(jù)庫(kù)里面獲取id，那是非常影響性能的)

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