CN110928912A - 一种生成唯一标识的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生成唯一标识的方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：获取构成唯一标识的字段信息，字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；根据字段长度生成对应字段的字段值；将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到唯一标识。该实施方式能够通过二进制移位的方式实现不依赖于数据库而生成唯一标识，可以提供高性能、隐身式的统一全局唯一标识生成服务，且支持唯一标识的反解。

Description

一种生成唯一标识的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种生成唯一标识的方法和装置。

背景技术

很多业务系统，都有生成唯一标识ID的需求，例如：订单标识order-id，医生标识doctor-id，消息标识message-id，等等。业务往往需要根据这个唯一标识去查询一条记录信息。通常情况下，唯一标识只需要保证其全局唯一性即可，但是如果将其作为数据库主键进行数据存储及查询，则要求这个唯一标识ID具有有序性。由此可以看出，全局服务的唯一标识ID的两大核心要素：

1)全局唯一性；

2)趋势有序性。

目前，常用的生成唯一标识的方法主要有以下两种：

1、使用通用唯一识别码UUID(Universally Unique Identifier)作为唯一标识ID。通用唯一识别码UUID是一种软件建构的标准，亦为开放软件基金会组织在分布式计算环境领域的一部分。其目的是让分布式系统中的所有元素都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。使用通用唯一识别码UUID作为唯一标识，其优点是无需远程调用，生成性能高。但是生成的唯一标识无序、结构无规则，且由于UUID是较长的字符串，以长字符串作为主键时索引效率低下；

2、使用数据库的数据自增(auto_increment)功能来生成唯一标识ID。其利用了数据库自带功能，实现简单，且能保证唯一性和递增性。但是其生成的唯一标识ID结构形式单一(例如：起始值为0，步长为1，产生的ID依次为0、1、2、3、4、5等)，且结构自增方式很容易被猜测处理，可能会暴露数据量(如订单量)等一些敏感信息；其次，使用数据库来生成唯一标识不易扩容，每次扩容时都需要将一部分数据移动到扩展的数据库中，工作量大且容易出错；再次，使用数据库来生成唯一标识对于高并发业务的支持能力有限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种生成唯一标识的方法和装置，能够通过二进制移位的方式实现不依赖于数据库而生成唯一标识，可以提供高性能、隐身式的统一全局唯一标识生成服务，且支持唯一标识的反解。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种生成唯一标识的方法。

一种生成唯一标识的方法，包括：获取构成唯一标识的字段信息，所述字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；根据所述字段长度生成对应字段的字段值；将所述字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识。

可选地，构成唯一标识的字段包括业务号、机器号、自增序列和时间戳。

可选地，所述自增序列基于比较交换技术生成。

可选地，所述唯一标识基于长整型实现。

可选地，将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识包括：将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为所述唯一标识。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种生成唯一标识的装置。

一种生成唯一标识的装置，包括：信息获取模块，用于获取构成唯一标识的字段信息，所述字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；字段值生成模块，用于根据所述字段长度生成对应字段的字段值；移位拼接模块，用于将所述字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识。

可选地，构成唯一标识的字段包括业务号、机器号、自增序列和时间戳。

可选地，所述自增序列基于比较交换技术生成。

可选地，所述唯一标识基于长整型实现。

可选地，所述移位拼接模块还用于：将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为所述唯一标识。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种生成唯一标识的电子设备。

一种生成唯一标识的电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所提供的生成唯一标识的方法。

根据本发明实施例的再一方面，提供了一种计算机可读介质。

一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的生成唯一标识的方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过获取构成唯一标识的字段信息，并根据字段长度生成对应字段的字段值，然后将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位后顺序拼接的方式生成唯一标识，通过二进制移位的方式实现了不依赖于数据库而生成唯一标识，可以提供高性能、隐身式的统一全局唯一标识生成服务，且支持唯一标识的反解。本发明的生成唯一标识的系统可通过灵活配置实现将业务、机器等信息涵盖在唯一标识中；且通过在唯一标识中添加机器信息可以实现分布式集群部署；另外，本发明还通过CAS算法实现利用CPU指令来生成自增序列，生成速度快，性能好。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的生成唯一标识的方法的主要步骤示意图；

图2是本发明实施例的唯一标识的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的生成唯一标识的装置的主要模块示意图；

图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种生成唯一标识的方法，可提供无锁、可反解、不依赖数据库、隐身式的全局ID生成服务。

图1是根据本发明实施例的生成唯一标识的方法的主要步骤示意图。如图1所示，本发明实施例的生成唯一标识的方法主要包括如下的步骤S101至步骤S103。

步骤S101：获取构成唯一标识的字段信息，字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；

步骤S102：根据字段长度生成对应字段的字段值；

步骤S103：将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到唯一标识。

根据本发明的一个实施例，构成唯一标识的字段主要可以包括机器号和自增序列。根据业务使用的需要，唯一标识还可以包括业务号字段；为了更好地判断唯一标识的生成时间，唯一标识还可以包括时间戳字段。另外，唯一标识还可以包括扩展字段，以用于后续扩展。

唯一标识中包括的每个字段都有设定的字段长度和字段位置信息。在生成唯一标识时，首先可根据每个字段的字段长度生成对应字段的字段值，例如：机器号字段的字段长度为4bit(位)，则每个唯一标识中会包括4bit的机器号字段值；然后，根据每个字段的字段位置，将该字段的字段值进行二进制移位，例如：机器号字段的字段位置为从左至右数倒数第10-13位，则可将机器号字段的字段值左移9位；最后，将移位后的字段值进行顺序拼接即可得到唯一标识，例如：假设唯一标识由4bit的机器号字段和9bit的业务号字段构成，且机器号字段位于倒数第10-13位，业务号字段位于倒数第1-9位，则将将机器号字段的字段值左移9位后与业务号字段的字段值进行顺序拼接即可得到唯一标识。

根据本发明实施例的技术方案，自增序列基于比较交换技术生成。在本发明的一个实施例中，自增序列采用JDK CAS算法生成，其中，JDK是Java语言的软件开发工具包，CAS(Compare-and-Swap)，即比较并替换，是一种实现并发算法时常用到的技术，CAS算法是处理JDK并发的无锁算法。在本发明的一个实施例中，利用JDK API AtomicReference<T>CAS无锁算法在秒级单位时间内生成自增序列。

一个CAS方法包含三个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量，E表示预期的值，N表示新值。只有当V的值等于E时，才会将V的值修改为N。如果V的值不等于E，说明已经被其他线程修改了，当前线程可以放弃此操作，也可以再次尝试次操作直至修改成功。基于这样的算法，CAS操作即使没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰(临界区值的修改)，并进行恰当的处理。与锁相比，CAS由于其优越的性能优势，以及天生免疫死锁(根本就没有锁，当然就不会有线程一直阻塞了)，更为重要的是，使用无锁的方式没有锁竞争带来的开销，也没有线程间频繁调度带来的开销，故而基于CAS来生成自增序列比基于锁的方式有更优越的性能。

根据本发明的实施例，唯一标识可基于长整型实现。一个长整型Long类型的数据具有64bit(位)，可以满足生成的唯一标识的长度需要。

根据本发明的一个实施例，在将移位后的字段值进行顺序拼接以得到唯一标识时，具体可以是：

将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为唯一标识。

通过将拼接后得到的字段值进行数据转换，例如：由二进制数据转换为十进制数据，可以有效缩短字段值，使得生成的唯一标识长度更为合理，不会出现由于唯一标识过长而导致的检索不便的问题。另外，通过进行数据转换，还可以有效地降低唯一标识被破解的概率，更好地保护数据信息。

图2是本发明实施例的唯一标识的结构示意图。图2示出了在本发明的实施例中，唯一标识包括的字段信息：字段对应的字段名称、字段长度及字段位置。在该实施例中，通过设置9bit的业务号能支持512种业务；4bit的机器号能支持16台服务器同时生成唯一标识，故而可以适用于分布式服务集群；20bit的自增序列理论上单位时间内可支持生成1048576个自增序列号；30bit的秒级时间戳可以支持使用34年；1bit的扩展位默认值为0，可以表示唯一标识的版本号。

在该实施例中，通过采用JDK CAS算法在秒级单位时间内生成自增序列，且本发明可支持一次生成多个唯一标识ID。用户通过本发明的生成唯一标识的系统提供的配置接口，可配置每次预生成的唯一标识ID的个数，系统内可自动生成指定个数的唯一标识。另外，本发明生成的唯一标识还支持反解，以得到对应的业务号、机器号、自增序列及时间戳等字段。具体地，可利用二进制的移位来实现反解。一种具体实现例如是：

public static ID parseId(IDBinary idBinary,long id){

ID parseId＝new ID()；

parseId.setBusiness(id&idBinary.getBusinessBits())；

parseId.setMachine((id>>>idBinary.getMachineBitsShift())

&idBinary.getMachineBitsMask())；

parseId.setSeq((id>>>idBinary.getSeqBitsMaskShift())

&idBinary.getSeqBitsMask())；

parseId.setTime((id>>>idBinary.getTimeBitsShift())

&idBinary.getTimeBitsMask())；

parseId.setVersion((id>>>idBinary.getVersionBitsShift())

&idBinary.getVersionBitsMask())；

return parseId；

}。

例如：假设使用本发明的技术方案生成的一个唯一标识ID为：“918521096037204481”。该唯一标识是十进制数字，在进行反解时，需先将其转换为二进制表示，转换后得到的唯一标识ID为：“110010111111001111100001001000000000000000000000001000000001”。之后，根据图2所示的唯一标识的结构即可获取每个字段对应的二进制的字段值，具体地，最后9bit“000000001”对应业务号business字段，倒数第10-13bit“0001”对应机器号machine字段，倒数第14-33bit“00000000000000000000”对应自增序列seq字段，倒数第34-60bit“110010111111001111100001001”对应秒级时间戳time字段，其中，版本号version字段为默认值0。以十进制表示的反解结果即为：{"business":1,"machine":1,"seq":0,"time":106929929,"version":0}。

图3是根据本发明实施例的生成唯一标识的装置的主要模块示意图。如图3所示，本发明实施例的生成唯一标识的装置300主要包括信息获取模块301、字段值生成模块302和移位拼接模块303。

信息获取模块301用于获取构成唯一标识的字段信息，字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；

字段值生成模块302用于根据字段长度生成对应字段的字段值；

移位拼接模块303用于将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到唯一标识。

根据本发明的一个实施例，构成唯一标识的字段包括业务号、机器号、自增序列和时间戳。

根据本发明的技术方案，自增序列基于比较交换技术生成。

根据本发明的实施例，唯一标识基于长整型实现。

根据本发明的另一个实施例，移位拼接模块303还可以用于：

将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为唯一标识。

根据本发明实施例的技术方案，通过获取构成唯一标识的字段信息，并根据字段长度生成对应字段的字段值，然后将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位后顺序拼接的方式生成唯一标识，通过二进制移位的方式实现了不依赖于数据库而生成唯一标识，可以提供高性能、隐身式的统一全局唯一标识生成服务，且支持唯一标识的反解。本发明的生成唯一标识的系统可通过灵活配置实现将业务、机器等信息涵盖在唯一标识中；且通过在唯一标识中添加机器信息可以实现分布式集群部署；另外，本发明还通过CAS算法实现利用CPU指令来生成自增序列，生成速度快，性能好。

图4示出了可以应用本发明实施例的生成唯一标识的方法或生成唯一标识的装置的示例性系统架构400。

如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。

终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。

需要说明的是，本发明实施例所提供的生成唯一标识的方法一般由服务器405执行，相应地，生成唯一标识的装置一般设置于服务器405中。

应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备或服务器仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括信息获取模块、字段值生成模块和移位拼接模块。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，信息获取模块还可以被描述为“用于获取构成唯一标识的字段信息的模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：获取构成唯一标识的字段信息，所述字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；根据所述字段长度生成对应字段的字段值；将所述字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识。

根据本发明实施例的技术方案，通过获取构成唯一标识的字段信息，并根据字段长度生成对应字段的字段值，然后将字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位后顺序拼接的方式生成唯一标识，通过二进制移位的方式实现了不依赖于数据库而生成唯一标识，可以提供高性能、隐身式的统一全局唯一标识生成服务，且支持唯一标识的反解。本发明的生成唯一标识的系统可通过灵活配置实现将业务、机器等信息涵盖在唯一标识中；且通过在唯一标识中添加机器信息可以实现分布式集群部署；另外，本发明还通过CAS算法实现利用CPU指令来生成自增序列，生成速度快，性能好。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种生成唯一标识的方法，其特征在于，包括：

获取构成唯一标识的字段信息，所述字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；

根据所述字段长度生成对应字段的字段值；

将所述字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构成唯一标识的字段包括业务号、机器号、自增序列和时间戳。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自增序列基于比较交换技术生成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述唯一标识基于长整型实现。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识包括：

将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为所述唯一标识。

6.一种生成唯一标识的装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取构成唯一标识的字段信息，所述字段信息包括字段对应的字段长度和字段位置；

字段值生成模块，用于根据所述字段长度生成对应字段的字段值；

移位拼接模块，用于将所述字段值根据对应字段的字段位置进行二进制移位，并将移位后的字段值进行顺序拼接以得到所述唯一标识。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，构成唯一标识的字段包括业务号、机器号、自增序列和时间戳。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述自增序列基于比较交换技术生成。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述唯一标识基于长整型实现。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述移位拼接模块还用于：

将移位后的字段值进行顺序拼接，并将拼接后得到的字段值进行数据转换，然后将数据转换后得到的字段值作为所述唯一标识。

11.一种生成唯一标识的电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

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