.NET集成IdGenerator生成分布式ID

前言

生成分布式ID的方式有很多种如常见的有UUID、Snowflake(雪花算法)、数据库自增ID、Redis等等,今天我们来讲讲.NET集成IdGenerator生成分布式ID。

分布式ID是什么?

分布式ID是一种在分布式系统中生成唯一标识符的方法,用于解决多个节点之间标识符重复或性能问题。

分布式ID需要满足的条件

  • 全局唯一性:分布式ID在整个分布式系统中必须是唯一的,不同节点生成的ID不能重复。
  • 高性能:生成分布式ID的算法或机制应该具有高效的性能,能够在大规模的分布式环境下迅速生成ID。
  • 高可用 :生成分布式ID的服务要保证可用性无限接近于100%。
  • 方便易用 :拿来即用,使用方便,快速接入。
  • 压缩性:分布式ID应该尽可能地使用较少的存储空间,减少对网络传输和存储的负载。

IdGenerator介绍

IdGenerator是一个全面的分布式主键ID生成器,使用的是优化的雪花算法(SnowFlake)雪花漂移算法,在缩短ID长度的同时,具备极高瞬时并发处理能力(50W/0.1s)。

  • 这是优化的雪花算法(雪花漂移),它生成的ID更短、速度更快。
  • 支持 k8s 等容器环境自动扩容(自动注册 WorkerId),可在单机或分布式环境生成数字型唯一ID。
  • 原生支持 C#/Java/Go/Rust/C/SQL/Node.js/PHP(C扩展) 等语言,并提供Python、PB多线程安全调用动态库(FFI)。
  • 兼容所有雪花算法(号段模式或经典模式,大厂或小厂),将来你可做任意的升级切换。(一般无须升级,但理论上支持)。

C# IdGenerator支持环境

  • .NET Standard 2.0+ (支持:.net framework4.6.1+/.net core 2.0+/.net5/.net6+/mono5.4+/Unity 2018+/Xamarin)。

性能数据

(参数:10位自增序列,1000次漂移最大值).

连续请求量 5K 5W 50W
传统雪花算法 0.0045s 0.053s 0.556s
雪花漂移算法 0.0015s 0.012s 0.113s

💍 极致性能:500W/s~3000W/s。(所有测试数据均基于8代低压i7计算)

如何处理时间回拨

  • 当发生系统时间回拨时,算法采用过去时序的预留序数生成新的ID。
  • 回拨生成的ID序号,默认靠前,也可以调整为靠后。
  • 允许时间回拨至本算法预设基数(参数可调)。

.NET集成IdGenerator

创建IdGeneratorTest控制台

引入IdGenerator Nuget包

Nuget包搜索:IdGenerator

程序调用示例

csharp 复制代码
using Yitter.IdGenerator;

namespace IdGeneratorTest
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 第一步:全局初始化(应用程序启动时执行一次)

            // 创建 IdGeneratorOptions 对象,可在构造函数中输入 WorkerId:
            // options.WorkerIdBitLength = 10; // 默认值6,限定 WorkerId 最大值为2^6-1,即默认最多支持64个节点。
            // options.SeqBitLength = 6; // 默认值6,限制每毫秒生成的ID个数。若生成速度超过5万个/秒,建议加大 SeqBitLength 到 10。
            // options.BaseTime = Your_Base_Time; // 如果要兼容老系统的雪花算法,此处应设置为老系统的BaseTime。
            // WorkerId:WorkerId,机器码,最重要参数,无默认值,必须 全局唯一(或相同 DataCenterId 内唯一),必须 程序设定,缺省条件(WorkerIdBitLength取默认值)时最大值63,理论最大值 2^WorkerIdBitLength-1(不同实现语言可能会限定在 65535 或 32767,原理同 WorkerIdBitLength 规则)。不同机器或不同应用实例 不能相同,你可通过应用程序配置该值,也可通过调用外部服务获取值。
            // ...... 其它参数参考 IdGeneratorOptions 定义。
            var idGeneratorOptions = new IdGeneratorOptions(1) { WorkerIdBitLength = 6 };
            // 保存参数(务必调用,否则参数设置不生效):
            YitIdHelper.SetIdGenerator(idGeneratorOptions);
            // 以上过程只需全局一次,且应在生成ID之前完成。

            #endregion

            #region 第二步:生成分布式ID

            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                // 初始化后,在任何需要生成ID的地方,调用以下方法:
                var newId = YitIdHelper.NextId();
                Console.WriteLine($"Number{i},{newId}");
            }

            #endregion
        }
    }
}
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