分布式ID实现方案
ID：数据的唯一标识。
并发流量大采用Mysql分库分表（Sharding-JDBC）
分布式ID满足要求：
- 全局唯一
- 生成Id速度快，对本地资源消耗少
- 生成Id服务需高可用（不能出错）
- id有序递增（提升DataBase写入速度）
- 有具体业务含义（通过id定位问题更加透明）
- 分布式Id场景多，需要独立部署发号器服务
解决方案
一、数据库
在主键自增（auto_inc）的场景下
使用replace into代替 insert into
步骤：
- 尝试将数据插入表中
- 判断主键/唯一索引是否重复出现，如果出现重复，则删除该重复行，再尝试判将数据插入表中
优点：简单、id、有序递增、存储空间消耗少
缺点：并发不高，Id没有具体业务含义，存在安全问题（通过订单id的递增规律，可以推断出每天的订单数，商业机密不可随意泄露），每次获取数据，都要向数据库发送请求（数据库压力上升，获取速度变慢）
数据库号字段
存在内存中
问题：单点问题
开源项目：Tinyid
NoSQL
redis Cluster / Codis（redis集群方案）
RDB 和 AOF
缺点：与自增类似
MongoDB
ObjectId --> 分布式id解决方案
缺点：重复id问题、安全（id有规律）
二、算法
UUID算法（通用唯一标识符）
// 生成ID
UUID.randomUUID();
注：5种不同version的值对应的含义不一致。
优点：生成快、简单、UUID可保证唯一性，因为其生成规则包含MAC地址、时间戳、名字空间（NameSpace）、随机/伪随机数、时序等元素。
缺点：存储消耗空间大（32个字符，128位），不安全（基于MAC地址生成的UUID，会导致MAC地址泄露），无具体业务含义，重复ID（机器时间错误的情况下）
雪花算法（Snowflake）
Snowflake 是 Twitter 开源的分布式 ID 生成算法。Snowflake 由 64 bit 的二进制数字组成，这 64bit 的二进制被分成了几部分，每一部分存储的数据都有特定的含义：
生成id组成如下：
| sign | timestamp | datacenter id | worker id | sequence | |
|---|---|---|---|---|---|
| 占用空间（bit） | 1 | 41 | 5 | 5 | 12 |
| 含义 | 符号位，始终为0，代表id为正数 | 时间戳（毫秒） | 机房id | 机器id | 序列号（自增），单台机器每毫秒能产出的最大id数（2^12 = 4096个） |
优点：速度快、Id有序
缺点：
- id重复问题（依赖时间、存在时间回拨问题）
- 依赖机器id问题
Seata
改良版雪花算法，改进原版雪花算法的时间回拨问题，大幅提高QPS
内置分布式UUID生成器，用于辅助生成全局事务ID和分支事务ID
Seata官网介绍
Uid Generator（百度）
UidGenerator 是百度开源的基于Snowflake（雪花算法）的进行改进的唯一ID生成器。
生成id组成如下：
| sign | delta seconds | Worker id | sequence | |
|---|---|---|---|---|
| 占用空间（bit） | 1 | 28 | 22 | 13 |
| 含义 | 符号位，始终为0，代表id为正数 | 当前时间，相对于时间基点"2016-05-20"的增量值，单位：秒，最多可支持约 8.7 年 | 机器 id，最多可支持约 420w 次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配，默认分配策略为用后即弃，后续可提供复用策略 | 每秒下的并发序列，13 bits 可支持每秒 8192 个并发。 |
Uid Generator官方介绍
Leaf（美团）
Leaf 提供了 号段模式 和 Snowflake(雪花算法) 这两种模式来生成分布式 ID。并且支持双号段，还解决了雪花 ID 系统时钟回拨问题。不过，时钟问题的解决需要弱依赖于 Zookeeper（使用 Zookeeper 作为注册中心，通过在特定路径下读取和创建子节点来管理 workId） 。
Leaf 对原有的号段模式进行改进，比如这里增加了双号段避免获取 DB 在获取号段的时候阻塞请求获取 ID 的线程。简单来说，就是一个号段还没用完之前，系统就主动提前去获取下一个号段（图片来自于美团官方文章：《Leaf——美团点评分布式 ID 生成系统》）。
根据项目 README 介绍，在 4C8G VM 基础上，通过公司 RPC 方式调用，QPS 压测结果近 5w/s，TP999 1ms。
Leaf官方介绍
Tinyid（滴滴）
Tinyid 是滴滴开源的一款基于数据库号段模式的唯一 ID 生成器。
数据库号段模式的原理我们在上面已经介绍过了。Tinyid 有哪些亮点呢？
基于数据库号段模式的简单架构方案：
通过 HTTP 请求向发号器服务申请唯一 ID。负载均衡 router 会把我们的请求送往其中的一台 tinyid-server。
上述架构主要存在问题：
- 获取新号段的情况下，程序获取唯一 ID 的速度比较慢。
- 需要保证 DB 高可用，这个是比较麻烦且耗费资源的。
- HTTP 调用存在网络开销。
Tinyid 的原理比较简单，其架构如下图所示
相比于基于数据库号段模式的简单架构方案，Tinyid 的优化方案：
- 双号段缓存：为了避免在获取新号段的情况下，程序获取唯一 ID 的速度比较慢。 Tinyid 中的号段在用到一定程度的时候，就会去异步加载下一个号段，保证内存中始终有可用号段。
- 增加多 db 支持：支持多个 DB，并且，每个 DB 都能生成唯一 ID，提高了可用性。
- 增加 tinyid-client：纯本地操作，无 HTTP 请求消耗，性能和可用性都有很大提升。
Tinyid官方介绍
总结：
本文主要介绍的是分布式 ID 的理论知识。在实际的面试中，面试官可能会结合具体的业务场景来考察面试者对分布式 ID 的设计。