如何快速开发一个支持高效、高并发的分布式ID生成器（三）

         前面两个ID生成器只是简单的完成功能，如果实际应用到生产环境，则对ID生成器的要求更高，具体包括但不限于以下几点：（1） 产生全局唯一、且单调递增的ID；
（2） 任何情况下ID不能重复或者回退；
（3） 具备高效率产生ID的能力；
（4） 具备提供多种ID的能力；
（5） 便于运维管理；
       本文档设计的 ID生成器整个系统需要分为四个部分：web管理端、IdGen服务、redis以及mysql，其中：
（1）web管理端用于运维人员通过网页形式管理ID生成器，它可以添加/删除ID、迁移ID等；
（2）IdGen服务属于自研服务，采用Thrift框架，对外提供各种语言的调用接口，对内管理redis和mysql，可水平扩展；
（3）Redis，在本设计中，采用redis作为Id分发器，一个redis可以分发若干类型的ID，当一个redis无法承载请求量时，可以将id类型迁移到新的Redis上。
（4）Mysql，在本设计中，采用Mysql做Id的持久化存储和配置管理，只用一个mysql即可，在实际应用中，还可以采用主从配置提升数据保存的安全性，但是从Mysql只做数据保存，不提供服务，防止主mysql所在主机出现问题时，数据可以正常恢复。 如下图所示：


获取id的接口每调用一次，ID生成器就产生一个id，在接口中每次获取到一个id之后，都需要判断该分配的id值:curID；如下图所示，如果curID < updateID，这里update是更新IP段时对应的ID（当前ID段损耗达到所设置比例对应的ID值），则返回该分配的ID；如果updateID < curID < endID，则要产生一个ID更新任务，如果curID >=endID，则直接返回失败。


 每个IdGen都有一个线程池，用于执行异步任务，在更新ID信息的任务中，该任务包含以下信息：ID的名称，该ID所属的Redis、该ID在IdGen中缓存的对象，此任务需要计算申请ID段的大小，其方法为根据当前段的使用速度来计算：(当前ID-起始ID)/(当前时间-本段加载时间) * 最大加载间隔时间如果计算的结果大于配置参数的上限，则使用上限值，反之，如果小于配置的下限值，则使用下限值。
此更新ID信息的任务将完成以下操作：
（1） 从缓存中重新读取当前id的信息，并与本地保存的信息比较，如果不一致（结束ID、更新ID和更新时间都大于本地保存的值），否则说明缓存已经被其他IdGen更新，只需将本地缓存的数据（本段ID的加载时间、起始ID、结束ID、更新ID）更新为Redis中获取的数据即可；否则，说明该ID在Redis中的数据还未更新，则继续执行；
（2）在对应Redis中，对该ID加分布式锁，如果加锁失败，说明有其他的IdGen正在更新该ID的信息，直接结束当前任务即可；否则，说明当前的IdGen获取了更新该ID信息的权利，继续执行；
（3）计算新申请ID段的大小newIdLen，从数据库中申请新的ID段，提供参数包括：newIdLen、当前系统时间curSysTime，采用存储过程完成，具体需完成对数据库的以下操作： 如果当前ID类型不是有效，则直接返回-1； 将start_id字段更新为start_id + newIdLen; 将last_range字段更新为newIdLen； 将last_load_time更新为当前系统时间； 返回新的start_id
（4）IdGen根据start_id计算该ID段的end_id、update_id，并更新Redis中该ID的相关信息end_id、update_id、当前系统时间更新为新的值，并将startid设置为当前正在分配的ID值；
（5）更新本地缓存中该ID的信息：end_id、update_id、start_id和start_time。

附带一个开源的ID生成器，该ID生成器按照此文档的设计思路开发，其源码位置为：https://github.com/xiaoyaozixyz/idgenerator