分布式高可用 id 服务器设计实现

服务端/后台开发中如何生成id是每个开发者都会遇到的问题,在电商、游戏领域尤其突出。如何保证生成id的唯一性、可靠性、高可用性,如何组织id的格式,在不同的应用场景和限制下实现方式也不尽相同。

我们的应用场景类似电商,在一个订单的生命周期内,有多个逻辑需要生成各自的id,还要考虑到可读性和灵活性,我们决定实现一个独立的id服务。

首先,id服务必须具有高可用性,业务逻辑处理中创建id失败是不可接受的,所以id服务必须分布式部署,有多个节点同时对外服务,一个节点失败则重试其他节点,保证成功创建id。

在分布式系统中保证数据的一致性成本是很高的,为了简化设计和实现,每个节点都设计成对等的、独立的,不需要保持数据同步。

其次,id服务必须可靠,数据不能丢失,因此数据的存储放在独立的mysql数据库中,使用replace方式更新数据,id服务本身记录更新日志。

最后,id服务必须灵活,可以自定义id格式,可以高效灵活的实现客户端,因此通讯协议使用json over udp方式,在id服务端使用lua实现id格式的灵活定义。

ID 规则

具体规则有lua脚本定义,修改脚本后需要reload生效,需要实现4个函数

  • min_counter : 计数器最小值
  • max_counter : 计数器最大值
  • reset_seconds : 计数器重置周期
  • create_id : 根据计数器、自定义参数和时间参数创建ID。

例如:

接口

采用udp协议,数据格式为json ,字段定义:

  • action: 请求类型 get: 创建ID , monitor:监控
  • rule_name: 规则名字, 由服务端定义
  • app_name : 应用名或命名空间 , 客户端自定义,rule_name和app_name一起决定生成ID的唯一性
  • salt : 自定义参数 ,可选项 ,
  • seq : 自定义参数,可选项,原样返回

例如:

  • 创建ID请求: {“action”:”get”,”rule_name”:”o2o”,”app_name”:”test”}
  • 响应:{“code”:0,”message”:”success”,”data”:”505140001″}
  • 监控请求:{“action”:”monitor”,”rule_name”:”o2o”,”app_name”:”test”}
  • 响应:{“code”:0,”message”:”ok”,”data”:{“counter”:3,”node_offset”:1}}

性能

id服务器使用c++实现,性能测试做的比较简单,因为性能不是id服务的主要关注点, 简单以php为客户端进行测试。

4个php并发进程,每个进程不停发送20万个请求,测试结果:

服务器TPS达到近1万/秒时,平均延迟在0.3毫秒。

经过在生产环境使用,运行稳定,现在将整个系统开源出来,欢迎试用,有任何意见和建议欢迎反馈到 lxyfirst@163.com 。

项目源代码位置 : https://github.com/lxyfirst/id_server

版本更新9.19
1.增加数据落地的预保存和批量保存机制,一方面减少数据库压力,一方面增加异步保存的可靠性。
2.由于主线程和数据库线程只需要传递sql语句,将线程间通信由pipe方式改为eventfd + lockfree queue方式。

 

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