淺談訂單號生成的設計方案

作者：張松然 2019-08-23 08:09:18

今天討論分享下訂單號生成的簡單實現方案，為實際場景中需要用到訂單號生成服務提供解決思路。

最簡單的方式

基于數據庫 auto_increment_increment 來獲取 ID。首先在數據庫中創建一張 sequence 表，其中 seq_name 用以區分不同業務標識，從而實現支持多種業務場景下的自增 ID，current_value 為當前值，_increment 為步長，可支持分布式數據庫的哈希策略。

CREATE TABLE `sequence` ( 
`seq_name` varchar(200) NOT NULL, 
`current_value` bigint(20) NOT NULL, 
`_increment` int(4) NOT NULL, 
  PRIMARY KEY (`seq_name`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

通過 SELECT LAST_INSERT_ID() 方法，更新 sequence 表，進行 ID 遞增，并同時獲取上次更新的值。這里注意，current_value = LAST_INSERT_ID(current_value + _increment) 將更新的 ID 賦值給了 LAST_INSERT_ID，否則返回的將是行 id。

<insert timeout="30" id="update" parameterType="Seq"> 
    UPDATE sequence 
    SET 
    current_value = LAST_INSERT_ID(current_value + _increment) 
    WHERE 
    seq_name = #{seqName} 
<selectKey resultType="long" keyProperty="id" order="AFTER"> 
        <![CDATA[SELECT LAST_INSERT_ID() ]]> 
</selectKey> 
</insert>

最后 Dao 提供服務，需要提醒的是注意數據庫的事務隔離級別，如果將 getSeq() 方法放到 Service 中有事務的方法里，將出現問題，因為數據庫事務開啟會創建一張視圖，在事務沒有提交之前，更新的 ID 還沒有被提交到數據庫中，這在多線程并發操作的情況下，如果事務里的其他方法導致性能慢了，可能出現兩個請求獲取到相同的 ID，所以解決方法一是不要將 getSeq() 方法放到有事務的方法里，另一種就是將 getSeq() 方法的隔離界別為 PROPAGATION_REQUIRES_NEW，實現開啟新事務，外層事務不會影響內部事務的提交。

@Autowired 
private SeqDao seqDao; 
 
@Autowired 
private PlatformTransactionManager transactionManager; 
 
@Override 
public long getSeq(final String seqName) throws Exception { 
    TransactionTemplate transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager); 
// 事務行為，獨立于外部事物獨立運行 
    transactionTemplate 
            .setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW); 
return (Long) transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() { 
public Object doInTransaction(TransactionStatus status) { 
try { 
                Seq seq = new Seq(); 
                seq.setSeqName(seqName); 
if (seqDao.update(seq) == 0) { 
throw new RuntimeException("seq update failure."); 
                } 
return seq.getId(); 
            } catch (Exception e) { 
throw new RuntimeException("seq update error."); 
            } 
        } 
    }); 
}

稍復雜一點的方法

上述的方法的問題，想必大家都知道，就是每次獲取 ID 都要調用數據庫，在高并發的情況下會對數據庫產生極大的壓力，我們的改進方法也很簡單，就是一次申請一個段的 ID，然后發到內存里，每次獲取 ID 先從內存里取，當內存中的 ID 段全部被獲取完畢，則再一次調用數據庫重新申請一個新的 ID 段。同樣有數據庫表的設計，通過 Name 區分業務，用 ID 標明已經申請到的最大值。當然如果是分布式架構，也可以通過增加步長屬性來實現。

CREATE TABLE `sequence_value` ( 
`Name` varbinary(50) DEFAULT NULL, 
`ID` int(11) DEFAULT NULL 
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8

Step 是 ID 段的內存對象，有兩個屬性，其中 currentValue 當前的使用到的值，endValue 是內存申請的最大值。

class Step { 
private long currentValue; 
private long endValue; 
 
    Step(long currentValue, long endValue) { 
this.currentValue = currentValue; 
this.endValue = endValue; 
    } 
 
public void setCurrentValue(long currentValue) { 
this.currentValue = currentValue; 
    } 
 
public void setEndValue(long endValue) { 
this.endValue = endValue; 
    } 
 
public  long incrementAndGet() { 
return ++currentValue; 
    } 
}

代碼的實現稍微復雜一點，獲取 ID 會根據業務標識 sequencename，先從內存獲取 Step 的 ID 段，如果為 null，則從數據庫中讀取當前最新的值，并根據步長計算 Step，然后返回請求 ID。如果從內存中直接獲取到 Step，則直接取 ID，并對 currentValue 進行加一。當 currentValue 的值超過 endValue 時，則更新數據庫的 ID，重新計算 Step。

private Map<String,Step> stepMap = new HashMap<String, Step>(); 
 
public synchronized long get(String sequenceName) { 
    Step step = stepMap.get(sequenceName); 
if(step ==null) { 
        step = new Step(startValue,startValue+blockSize); 
        stepMap.put(sequenceName, step); 
    } else { 
if (step.currentValue < step.endValue) { 
return step.incrementAndGet(); 
        } 
    } 
if (getNextBlock(sequenceName,step)) { 
return step.incrementAndGet(); 
    } 
throw new RuntimeException("No more value."); 
} 
 
private boolean getNextBlock(String sequenceName, Step step) { 
// "select id from sequence_value where name = ?"; 
    Long value = getPersistenceValue(sequenceName); 
if (value == null) { 
try { 
// insert into sequence_value (id,name) values (?,?) 
value = newPersistenceValue(sequenceName); 
        } catch (Exception e) { 
value = getPersistenceValue(sequenceName);  
        } 
    } 
// update sequence_value set id = ?  where name = ? and id = ? 
    boolean b = saveValue(value,sequenceName) == 1; 
if (b) { 
        step.setCurrentValue(value); 
        step.setEndValue(value+blockSize); 
    } 
return b; 
}

使用該方法獲取 ID 可以減少對數據庫的訪問量，以降低數據庫的壓力，但是同樣需要注意，獲取 ID 同樣關注數據庫事務問題，因為當系統重啟的時候，stepMap 為 null，所以會取數據庫查詢當前 ID，更計算更新 Step，然后更新數據庫的 ID。如果該方法被放到數據庫事務里，由于其他方法性能慢了，導致查詢之后沒有及時更新，并發情況下另一個線程查詢的時候，可能會獲取到該線程未提交的 ID，因而出現兩個線程獲取到相同的 ID 問題。

本文小結

訂單號生成是一個非常簡單的功能，但是在高并發的場景下，高性能和高可用就成為了需要關注的要點。所以，實際工作中的每一個小細節都值得我們去深思。

【本文是51CTO專欄作者張開濤的原創文章，作者微信公眾號：開濤的博客，id:kaitao-1234567】

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責任編輯：趙寧寧來源： 51CTO專欄

訂單號生成數據庫 ID