全局ID通常要满足分片的一些要求：

1 不能有单点故障。

2 以时间为序，或者ID里包含时间。这样一是可以少一个索引，二是冷热数据容易分离。

3 可以控制ShardingId。比如某一个用户的文章要放在同一个分片内，这样查询效率高，修改也容易。

4 不要太长，最好64bit。使用long比较好操作，如果是96bit，那就要各种移位相当的不方便，还有可能有些组件不能支持这么大的ID。

一、UUID

UUID生成的是length=32的16进制格式的字符串，如果回退为byte数组共16个byte元素，即UUID是一个128bit长的数字，

一般用16进制表示。

算法的核心思想是结合机器的网卡、当地时间、一个随即数来生成UUID。

从理论上讲，如果一台机器每秒产生10000000个GUID，则可以保证(概率意义上)3240年不重复

优点：

(1)本地生成ID，不需要进行远程调用，时延低

(2)扩展性好，基本可以认为没有性能上限

缺点：

(1)无法保证趋势递增

(2)uuid过长，往往用字符串表示，作为主键建立索引查询效率低，常见优化方案为“转化为两个uint64整数存储”或者“折半存储”(折半后不能保证唯一性)

二、基于redis的分布式ID生成器

原理

利用redis的lua脚本执行功能，在每个节点上通过lua脚本生成唯一ID。

生成的ID是64位的：

使用41 bit来存放时间，精确到毫秒，可以使用41年。

使用12 bit来存放逻辑分片ID，最大分片ID是4095

使用10 bit来存放自增长ID，意味着每个节点，每毫秒最多可以生成1024个ID

比如GTM时间 Fri Mar 13 10:00:00 CST 2015 ，它的距1970年的毫秒数是 1426212000000，假定分片ID是53，自增长序列是4，则生成的ID是：

5981966696448054276 = 1426212000000 << 22 + 53 << 10 + 41

redis提供了TIME命令，可以取得redis服务器上的秒数和微秒数。因些lua脚本返回的是一个四元组。

second, microSecond, partition, seq

客户端要自己处理，生成最终ID。

((second * 1000 + microSecond / 1000) << (12 + 10)) + (shardId << 10) + seq;

三、MongoDB文档(Document)全局唯一ID

为了考虑分布式，“_id”要求不同的机器都能用全局唯一的同种方法方便的生成它。因此不能使用自增主键(需要多台服务器进行同步，既费时又费力)，

因此选用了生成ObjectId对象的方法。

ObjectId使用12字节的存储空间，其生成方式如下：

|0|1|2|3|4|5|6 |7|8|9|10|11|

|时间戳 |机器ID|PID|计数器 |

前四个字节时间戳是从标准纪元开始的时间戳，单位为秒，有如下特性：

1)时间戳与后边5个字节一块，保证秒级别的唯一性；

2)保证插入顺序大致按时间排序；

3)隐含了文档创建时间；

4)时间戳的实际值并不重要，不需要对服务器之间的时间进行同步(因为加上机器ID和进程ID已保证此值唯一，唯一性是ObjectId的最终诉求)。

机器ID是服务器主机标识，通常是机器主机名的散列值。

同一台机器上可以运行多个mongod实例，因此也需要加入进程标识符PID。

前9个字节保证了同一秒钟不同机器不同进程产生的ObjectId的唯一性。后三个字节是一个自动增加的计数器(一个mongod进程需要一个全局的计数器)，保证同一秒的ObjectId是唯一的。同一秒钟最多允许每个进程拥有(256^3 = 16777216)个不同的ObjectId。

总结一下：时间戳保证秒级唯一，机器ID保证设计时考虑分布式，避免时钟同步，PID保证同一台服务器运行多个mongod实例时的唯一性，最后的计数器保证同一秒内的唯一性(选用几个字节既要考虑存储的经济性，也要考虑并发性能的上限)。

"_id"既可以在服务器端生成也可以在客户端生成，在客户端生成可以降低服务器端的压力。

四、自定义32位GUID

原理：14位的当前系统时间(格式为：yyyyMMddHHmmss) + 当前电脑的IP地址的最后两位 + 当前线程的hashCode的前9位 + 7位的随机数

/*** GUID构造器

* 32位：14位当前系统时间(yyyyMMddHHmmss) + 当前电脑的IP地址的最后两位 + 当前线程的hashCode的前9位 + 7位的随机数

* 19位：12位当前系统时间(yyMMddHHmmss) + 当前线程的hashCode的前3位 + 4位的随机数

*@authorAdministrator

* @create 2018-03-17 14:35*/

public classUniqId {private static UniqId me = newUniqId();privateString hostAddr;private final Random random = newSecureRandom();private final UniqTimer timer = newUniqTimer();private boolean isOutputInfo = false;privateUniqId() {try{final InetAddress addr =InetAddress.getLocalHost();

hostAddr=addr.getHostAddress();

}catch (finalIOException e) {

System.err.println("[UniqID] Get HostAddr Error"+e);

hostAddr=String.valueOf(System.currentTimeMillis());

}if (null == hostAddr || hostAddr.trim().length() == 0 || "127.0.0.1".equals(hostAddr)) {

hostAddr=String.valueOf(System.currentTimeMillis());

}

hostAddr= hostAddr.substring(hostAddr.length()-2).replace(".", "0");if(isOutputInfo){

System.out.println("[UniqID]hostAddr is:" + hostAddr + "----length:"+hostAddr.length());

}

}/*** 获取UniqID实例

*@returnUniqId*/

public staticUniqId getInstance() {

me.isOutputInfo= false;returnme;

}/*** 获取UniqID实例

*@returnUniqId*/

public staticUniqId getInstanceWithLog() {

me.isOutputInfo= true;returnme;

}/*** 获得不会重复的毫秒数

*

*@return不会重复的时间*/

publicString getUniqTime() {

String time=timer.getCurrentTime();if(isOutputInfo){

System.out.println("[UniqID.getUniqTime]" + time +"----length:"+time.length());

}returntime;

}publicString getUniqTime2() {

String time=timer.getCurrentTime2();if(isOutputInfo){

System.out.println("[UniqID.getUniqTime]" + time +"----length:"+time.length());

}returntime;

}/*** 获得UniqId

*

*@returnuniqTime-randomNum-hostAddr-threadId*/

publicString get32UniqID() {final StringBuffer sb = newStringBuffer();final String t =getUniqTime();int randomNumber = random.nextInt(8999999) + 1000000;

sb.append(t);

sb.append(hostAddr);

sb.append(getUniqThreadCode());

sb.append(randomNumber);if(isOutputInfo) {

System.out.println("[UniqID.randomNumber]" + randomNumber+"----length:"+String.valueOf(randomNumber).length());

System.out.println("[UniqID.getUniqID]" + sb.toString()+"----length:"+String.valueOf(sb).length());

}returnsb.toString();

}/*** 获取19位GUID 不考虑分布式

*@return

*/

publicLong get19UniqID() {final StringBuffer sb = newStringBuffer();final String t =getUniqTime2();int randomNumber = random.nextInt(8999) + 1000;

sb.append(t);

sb.append(getUniqThreadCode2());

sb.append(randomNumber);returnLong.parseLong(sb.toString());

}publicString getUniqThreadCode(){

String threadCode= StringUtils.left(String.valueOf(Thread.currentThread().hashCode()),9);if(isOutputInfo) {

System.out.println("[UniqID.getUniqThreadCode]" +threadCode+"----length:"+threadCode.length());

}return StringUtils.leftPad(threadCode, 9, "0");

}publicString getUniqThreadCode2(){

String threadCode= StringUtils.left(String.valueOf(Thread.currentThread().hashCode()),9);if(isOutputInfo) {

System.out.println("[UniqID.getUniqThreadCode]" +threadCode+"----length:"+threadCode.length());

}return StringUtils.leftPad(threadCode, 9, "0").substring(6);

}/*** 实现不重复的时间*/

private classUniqTimer {private final AtomicLong lastTime = newAtomicLong(System.currentTimeMillis());publicString getCurrentTime() {if(!timestamp2Date(this.lastTime.incrementAndGet()).equals(timestamp2Date(System.currentTimeMillis()))){

lastTime.set(System.currentTimeMillis()+random.nextInt(10000));

}return timestamp2Datetimes(this.lastTime.incrementAndGet());

}publicString getCurrentTime2() {if(!timestamp2Date(this.lastTime.incrementAndGet()).equals(timestamp2Date(System.currentTimeMillis()))){

lastTime.set(System.currentTimeMillis()+random.nextInt(10000));

}return timestamp2Datetimes2(this.lastTime.incrementAndGet());

}

}/*** 规范化日期，规范成yyyy-MM-dd

*@paramtimestamp

*@return

*/

public static String timestamp2Date(longtimestamp){

SimpleDateFormat dateFormat= new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");return dateFormat.format(new Date(timestamp * 1000));

}private static String timestamp2Datetimes(longtimestamp){

SimpleDateFormat dateFormat= new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");return dateFormat.format(newDate(timestamp));

}private static String timestamp2Datetimes2(longtimestamp){

SimpleDateFormat dateFormat= new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmss");return dateFormat.format(newDate(timestamp));

}

}