Scadb是一個(gè)分布式MySQL中間件，目前它支持的SQL語句是MySQL的一個(gè)子集，而且也沒打算創(chuàng)造獨(dú)特的語法出來，這樣方便業(yè)務(wù)方可以在MySQL和Scadb之間無縫的切換。那么Scadb是否能夠支持自增id呢？

一、Mongodb的ObjectID的啟示

我們首先在Mongodb中產(chǎn)生一個(gè)ObjectID，

》 db.test.insert({foo:'bar'})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
》db.test.findOne()
{ "_id" : ObjectId("59197e923879ad7925b2a3f0"), "foo" : "bar" }

Mongodb沒有支持自增id，缺省的文檔都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)ObjectID，是唯一ID，Mongodb的ObjectID格式如下所示，一個(gè)ObjectID主要由4個(gè)部分組成：

95----------63---------39--------23-----0
^————————^—————^
時(shí)間戳 --------機(jī)器 -----進(jìn)程 --自增計(jì)數(shù)器

• 1. 時(shí)間戳：將剛才生成的objectid的前4位進(jìn)行提取“59197e92”，十進(jìn)制為1494843026，這是我們產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)候的時(shí)間戳；
     

• 2. 機(jī)器：接下來的三個(gè)字節(jié)就是“3879ad”，這三個(gè)字節(jié)是主機(jī)信息，一般的實(shí)現(xiàn)為組合所有的網(wǎng)卡信息成一個(gè)字符串，然后進(jìn)行計(jì)算散列值；
• 3. PID：上面的機(jī)器信息是為了確保在不同機(jī)器產(chǎn)生的objectId不沖突，而pid就是為了在同一臺(tái)機(jī)器不同的mongodb進(jìn)程產(chǎn)生了objectId不沖突，接下來的“7925”兩位就是產(chǎn)生objectId的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，我們知道linux操作系統(tǒng)進(jìn)程id是int型，所以兩個(gè)字節(jié)是存儲(chǔ)不下的，mongodb這里也是采用了進(jìn)程信息的散列值然后取2個(gè)byte。
• 4. 自增計(jì)數(shù)器：前面的九個(gè)字節(jié)是保證了一秒內(nèi)不同機(jī)器不同進(jìn)程生成objectId不沖突，這后面的三個(gè)字節(jié)“b2a3f0”是一個(gè)自動(dòng)增加的計(jì)數(shù)器，用來確保在同一秒內(nèi)產(chǎn)生的objectId也不會(huì)發(fā)現(xiàn)沖突，只要一個(gè)進(jìn)程一秒內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)少于16777216，就能保證記錄的唯一性。

ObjectId的這個(gè)主鍵生成策略，很好地解決了在分布式環(huán)境下高并發(fā)情況主鍵唯一性問題，值得學(xué)習(xí)借鑒。Scadb也是一種分布式數(shù)據(jù)庫，無法實(shí)現(xiàn)自增id。那么在設(shè)計(jì)之初，本來也考慮參考Mongodb的唯一ID方案，但是ObjectID是一個(gè)12個(gè)字節(jié)的數(shù)值，而Scadb是MySQL的中間件，MySQL沒有一個(gè)一種合適的類型的來支持12個(gè)字節(jié)，當(dāng)然，我們可以考慮用字符串，但是也從性能方面考慮，于是決定要采用整形BIGINT來存儲(chǔ)唯一ID。

二、Scadb如何支持唯一ID

從上面的分析我們知道，Mongodb采用了3個(gè)byte存儲(chǔ)機(jī)器ID，2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)進(jìn)程ID，就是為了保證每一個(gè)啟動(dòng)的Mongodb的進(jìn)程能夠產(chǎn)生一個(gè)唯一的進(jìn)程信息（其實(shí)根據(jù)前面講解的原理，還是無法100%保證進(jìn)程標(biāo)識(shí)的唯一性）；

與此同時(shí)Scadb還要把整個(gè)ID號(hào)存儲(chǔ)在一個(gè)BIGINT也就是8個(gè)字節(jié)的整數(shù)中，所以這種方案行不通。但是思路可以借鑒，我們只需要保證每個(gè)啟動(dòng)的進(jìn)程有一個(gè)唯一的ID號(hào)。

進(jìn)程號(hào)生成

由于Scadb的server進(jìn)程不是多租戶模式，也即是說所以我們只需要保證服務(wù)于一個(gè)業(yè)務(wù)的Scadb Server進(jìn)程能夠有一個(gè)唯一的進(jìn)程號(hào)即可。Scadb的配置是基于Zookeeper的，這樣我們很容易基于Zookeeper來生成一個(gè)唯一的進(jìn)程號(hào)。
假設(shè)現(xiàn)在我們服務(wù)的業(yè)務(wù)名是test，那么它在zookeeper上的主路徑是：/scadb/businesses/test，創(chuàng)建一個(gè)子目錄：/scadb/businesses/test/runners。
在該子目錄下，我們讓每個(gè)Scadb server在啟動(dòng)的時(shí)候，在/scadb/businesses/test/runners目錄下創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建成功，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)就作為Scadb server的進(jìn)程號(hào)。由于是臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，一旦進(jìn)程被殺死或者因?yàn)槟撤N原因掛了，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)也會(huì)自動(dòng)消失。
具體的邏輯為：

1、啟動(dòng)時(shí)，隨機(jī)一個(gè)整數(shù)runnerId；
2、創(chuàng)建臨時(shí)節(jié)點(diǎn)：/scadb/businesses/test/runners/${runnerId}
3、如果創(chuàng)建成功，結(jié)束；否則runnerId = (runnerId + 1) % 512，重復(fù)第2步。

唯一ID生成

有了進(jìn)程號(hào)以后，那么唯一ID的生成就很簡單了，Scadb的唯一ID的格式為：

63-62---------30----28------19--------- 0
^—————^————^————
預(yù)留 時(shí)間戳 預(yù)留 進(jìn)程號(hào) 自增計(jì)數(shù)器

最高位(63)：我預(yù)留了，主要是因?yàn)镴ava等語言對(duì)無符號(hào)64位整數(shù)支持不友好，所以這一位沒有使用；
時(shí)間戳(31-62)：占用4個(gè)字節(jié)；
預(yù)留2位(30,29)：主要考慮到以后其他的可擴(kuò)展的功能；
進(jìn)程號(hào)(20-28)：占用了9位，每個(gè)業(yè)務(wù)可以支持512個(gè)進(jìn)程，我壓測過一個(gè)scadb可以支持5萬次的普通數(shù)據(jù)庫訪問操作，所以512個(gè)進(jìn)程對(duì)于一個(gè)業(yè)務(wù)來說夠用了；
自增計(jì)數(shù)器(0-19)：占用了20位，可以支持每秒1048576次不同值的生成，對(duì)于一個(gè)進(jìn)程來說，這個(gè)數(shù)已經(jīng)是非常高了。

具體代碼不在這里列舉了，大家可以參考源碼中的ScadbUUID類。

三、Scadb唯一ID實(shí)戰(zhàn)

首選我們創(chuàng)建一個(gè)有自增字段的表，如下所示：

mysql> /!scadb:partitionkey=id rule=rule10/CREATE TABLE b (
-> id bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
-> name varchar(50) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,
-> t datetime DEFAULT NULL,
-> PRIMARY KEY (id)
-> ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin
-> ;
Query OK, 0 rows affected (0.92 sec)

注意：

• 1.雖然Scadb不支持唯一ID，但是為了保持與MySQL語法的統(tǒng)一性，這里仍然采用了AUTO_INCREMENT，這樣b表就是一個(gè)支持唯一ID的分區(qū)表了；
• 2.這里自增字段只能是bigint型，不支持int型；

我們可以通過下面的語法來查看表的結(jié)構(gòu)：

mysql> show create table b ;
+-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table |
+-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| b | /!scadb:partitionkey=id rule=rule10/CREATE TABLE b (
id bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

name varchar(50) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,
t datetime DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin |
+-------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

現(xiàn)在我們插入一條記錄：

mysql> insert into b ( name ) values ( '123') ;
Query OK, 1 row affected (0.12 sec)

由于插入時(shí)沒有指定ID，那么Scadb會(huì)自動(dòng)為我們產(chǎn)生一個(gè)ID號(hào)，我們查詢一下上次產(chǎn)生的自增ID：

mysql> select last_insert_id() ;
+---------------------+
| last_insert_id() |
+---------------------+

| 3208787689176782285 |
+---------------------+
1 row in set (0.03 sec)

現(xiàn)在我們根據(jù)該ID號(hào)查詢一下，Scadb產(chǎn)生的整條記錄：

mysql> select * from b where id = 3208787689176782285 ;
+---------------------+------+------+
| id | name | t |
+---------------------+------+------+
| 3208787689176782285 | 123 | NULL |
+---------------------+------+------+
1 row in set (0.07 sec)

四、最后

唯一ID不不僅僅數(shù)據(jù)庫中需要用到，在業(yè)務(wù)開發(fā)中，我們也經(jīng)常會(huì)碰到需要產(chǎn)生唯一ID的場景，希望本文的原理能夠幫助到大家。

另外如果想了解scadb的架構(gòu)，請(qǐng)閱讀：scadb架構(gòu)介紹。