分布式系统唯一 ID 生成方案

一、要求

全局唯一、趋势递增、高可用、高性能。

二、常见方案

1. UUID

• 优点：本地生成，无网络开销。
• 缺点：太长（128 bit）、无序（做主键导致 B+ 树页分裂）、不含业务信息。

2. 数据库自增

• 优点：简单、有序。
• 缺点：DB 单点、性能瓶颈、分库分表失效。

3. 数据库号段模式

每次从 DB 取一段 ID（如 1000~2000），内存用完再取下一段。

CREATE TABLE id_segment (
    biz_tag varchar(64),
    max_id bigint,
    step int
);

• 优点：DB 压力小。
• 缺点：DB 仍有压力，宕机可能丢一段。

4. 雪花算法（Snowflake）

64 bit：

| 1 bit 符号位 | 41 bit 时间戳 | 10 bit 机器 ID | 12 bit 序列号 |

• 41 bit 时间戳：可用约 69 年。
• 10 bit 机器 ID：1024 个节点。
• 12 bit 序列号：每毫秒 4096 个 ID。

单机 QPS 可达百万。

问题：时钟回拨。机器时间回退可能生成重复 ID。解决： - 检测时钟回拨，小幅度等待。 - 大幅度报错。

5. Redis INCR

INCR biz:orderId

• 优点：原子、有序。
• 缺点：依赖 Redis 持久化和高可用。

6. Leaf（美团）、UidGenerator（百度）

开源方案，结合号段 + 雪花，解决时钟回拨、Worker ID 分配。

三、方案选择

方案	有序	性能	可用性
UUID	❌	极高	高
DB 自增	✅	低	低
号段	✅	高	中
雪花	趋势递增	极高	高（时钟问题）
Redis	递增	高	高

高频追问

• 为什么 MySQL 自增 ID 在分库分表后不能用？每个库都从 1 开始会重复。
• 雪花算法的机器 ID 怎么分配？注册中心 / K8s StatefulSet 序号 / 配置。