数据库id生成方案

数据库主键（id）的生成方案在设计系统时非常关键，既影响性能，也影响分布式扩展能力。

下面给出 5 种主流方案，并结合 Spring Boot + MyBatis + MySQL 项目，推荐最佳实践及示例代码。

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🧩 一、常见主键生成方案对比

方案类型	示例	优点	缺点	适用场景
1. 自增主键（AUTO_INCREMENT）	id BIGINT AUTO_INCREMENT	简单、易用、顺序性好	分布式环境易冲突、插入热点	单节点系统、小型项目
2. UUID（字符串）	id CHAR(36)	全局唯一	查询慢、存储冗余大	无需排序的全局唯一标识
3. 雪花算法（Snowflake ID）	long id = Snowflake.nextId();	高性能、趋势递增	实现复杂、时间依赖	分布式系统
4. Redis / 数据库序列号	从 Redis 或 DB 获取自增号	全局唯一、可控	有外部依赖	多系统共享ID
5. 自定义混合ID（时间戳 + 随机数）	例如 20251025142312345	可读性好	可能重复（需控制）	临时或日志型记录

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✅ 二、推荐方案（Spring Boot + MyBatis + MySQL）

建议使用：

雪花算法（Snowflake ID） + MyBatis 自动生成主键

这样既：

• 不依赖 MySQL 自增（可分库分表）；
• 不会发生 ID 冲突；
• 效率极高；
• ID 可作为时间序列排序。

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✅ 三、实现方案（雪花算法版本）

1️⃣ 新建工具类 SnowflakeIdGenerator.java

package com.example.qrcode.util;

/**
 * 雪花算法ID生成器
 * 64位ID结构如下：
 * 1bit 符号位 + 41bit 时间戳 + 10bit 机器ID + 12bit 序列号
 */
public class SnowflakeIdGenerator {
    // 起始时间戳（自定义纪元）
    private static final long START_STAMP = 1672531200000L; // 2023-01-01

    // 每部分占位
    private static final long SEQUENCE_BIT = 12; // 序列号占12位
    private static final long MACHINE_BIT = 10;  // 机器ID占10位

    // 最大值
    private static final long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
    private static final long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);

    // 偏移量
    private static final long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private static final long TIMESTAMP_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;

    private long machineId;  // 机器ID
    private long sequence = 0L;
    private long lastStamp = -1L;

    public SnowflakeIdGenerator(long machineId) {
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("机器ID超出范围");
        }
        this.machineId = machineId;
    }

    // 获取下一个ID
    public synchronized long nextId() {
        long currStamp = System.currentTimeMillis();

        if (currStamp < lastStamp) {
            throw new RuntimeException("时钟回拨，拒绝生成ID");
        }

        if (currStamp == lastStamp) {
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            if (sequence == 0L) {
                currStamp = waitNextMillis(currStamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }

        lastStamp = currStamp;

        return (currStamp - START_STAMP) << TIMESTAMP_LEFT // 时间部分
                | (machineId << MACHINE_LEFT)              // 机器部分
                | sequence;                                // 序列部分
    }

    private long waitNextMillis(long currStamp) {
        while (currStamp <= lastStamp) {
            currStamp = System.currentTimeMillis();
        }
        return currStamp;
    }
}

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2️⃣ 在 Service 中使用

package com.example.qrcode.service;

import com.example.qrcode.entity.QrCodeRecord;
import com.example.qrcode.mapper.QrCodeMapper;
import com.example.qrcode.util.QrCodeUtil;
import com.example.qrcode.util.SnowflakeIdGenerator;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class QrCodeService {

    private final QrCodeMapper qrCodeMapper;
    private final SnowflakeIdGenerator idGenerator = new SnowflakeIdGenerator(1L);

    public QrCodeService(QrCodeMapper qrCodeMapper) {
        this.qrCodeMapper = qrCodeMapper;
    }

    public QrCodeRecord createAndSave(String content) throws Exception {
        byte[] imageBytes = QrCodeUtil.generateQrAsBytes(content, 300, 300);

        QrCodeRecord record = new QrCodeRecord();
        record.setId(idGenerator.nextId());
        record.setContent(content);
        record.setImage(imageBytes);

        qrCodeMapper.insert(record);
        return record;
    }
}

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3️⃣ 数据库表中改为手动ID插入

CREATE TABLE qr_code_record (
    id BIGINT PRIMARY KEY COMMENT '雪花算法ID',
    content VARCHAR(500) NOT NULL,
    image LONGBLOB NOT NULL,
    created_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

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✅ 四、其他备选方案（简略）

🚀 1. MySQL 自增主键

id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT

简单直接，适合单机。

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🚀 2. UUID 方案

record.setId(UUID.randomUUID().toString());

表结构：

id CHAR(36) PRIMARY KEY

但效率不如 Long 型。

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🚀 3. Redis 全局序列号

Long id = redisTemplate.opsForValue().increment("global:qr:id");

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✅ 五、推荐结论

场景	推荐方案
单体应用、小项目	AUTO_INCREMENT
分布式系统、微服务	✅ 雪花算法 (Snowflake)
跨系统全局唯一ID	Redis 序列 或 UUID
临时或可读性强 ID	时间戳 + 随机数拼接