分布式ID和分布式锁
一、分布式ID
特点：
- 全局唯一
- 自增
- 高可用
- 高性能
在分布式/分库分表的情况下，需要保证id的自增性和唯一性，所以需要使用分布式ID
实现方式有UUID、雪花算法、Leaf算法
1.1 UUID
长度128位，以32位长度的16进制外加4位连接符的字符串表示（共36位）
例如：123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000
优点：
- 简单
- 性能不错
- 本地生成，没有网络消耗
缺点：
- 可读性差
- 存储成本高
- 信息不安全，基于mac地址，容易被攻击
- 非单调递增，容易出现页分裂问题（本质就是B+树分裂重组）
1.2 雪花算法
长度64位，以16位十六进制表示
从左至右依次使用的位数：
1（不使用）+41（时间戳）+10（工作机器id）+12（序列号）
优点：
- 只有64位，节省了存储空间
- 本地生成
- 单调递增（但是不连续），页分裂概率很低
缺点：
- 依赖于时间戳，如果系统时钟发生回拨，可能产生重复的id
1.3 基于Mysql的ID生成
基于mysql实现，将自增id存在某个数据表中，每次插入数据都需要获取并修改一下这个自增id
优点：
- 实现简单
- 自增且连续
缺点：
- 基于mysql实现，并发度不高且负载不高
1.4 基于redis的ID生成
基于redis实现，将自增id存在redis中并使用incr命令修改，原理和mysql类似
优点：
- 实现简单
- 自增连续
- 基于redis实现，负载更高
缺点：
- 要考虑id的持久化
- 如果最大id丢失，很难重新找回
1.5 leaf算法
leaf-segment
在数据库中存储id片段，每次向mysql中请求id片段，例如当前max-id=1000，偏移大小为100，所以每次请求就会请求1001~1100的id到内存中，然后更新数据库，不需要每次请求id都需要访问数据库。
但是如果这些id没有被完全使用，后续将不会再使用。例如：如果上述请求到的1001~1100id，用了几个之后，将内存清除（重启程序），那么下次获取id只能重新请求mysql获取新的id，之前的未使用的id将会浪费。
leaf-snowflake
基于雪花算法的改进，主要是改进了由于时间回拨的重复问题。判断当前时间戳是否小于上一次请求的时间戳，如果小于，则看时间的差值是否在5ms内，如果在5ms内，则等待两倍的时间差的时间后再使用雪花算法获取id，如果大于则报错。
二、分布式锁
实现原理：使用一些公共组件模拟锁的获取
redis、mysql的分布式锁的原理都是在其内部加上一条数据，表示上锁，如果添加成功就表示成功获取锁，失败就是没有获取到锁，释放锁就是删除数据。
- 轮询获取锁：mysql、redis
- 监听删除事件（监听锁（数据）删除的事件）锁：etcd、zookeeper
2.1 基于mysql的分布式锁
缺点：
- 数据库是单点的，可用性不高
- 操作磁盘缓慢
- 无法设置过期时间，容易产生死锁
2.2 基于redis的分布式锁
set key value nx ex 过期时间
看门狗机制
红锁
2.3 基于etcd的分布式锁
ETCD介绍：
Lease机制：
etcd 可以为存储的 key-value 对设置租约，当租约到期，key-value 将失效并被删除，同时也支持续约，通过客户端可以在租约到期之前进行续约， 来避免 key-value 对过期失效。
Revision机制：
每个key带有一个Revision属性值，etcd每进行一次事务对应的全局Revision值都会+1，因此每个key对应的Revision属性值都是全局唯一的，通过比较Revision的大小就可以知道进行写操作的顺序。
prefix机制：
可以根据前缀获得该前缀目录下所有的key及其对应的属性值
watch机制：
当被 监听的 key 或范围发生变化，客户端将收到通知
实现：
Lease机制设置锁的过期时间，存入数据，获取revision，判断获取的revision号是否是足校的，如果不是最小的，就监听小于revision的最大revision数据的删除事件
2.4 zookeeper分布式锁
持久节点
持久顺序节点
临时节点
临时顺序节点
实现：
基于临时顺序节点，创建一个临时顺序节点，检查自身是否是最小的节点，如果不是就监听前一个节点的删除事件，当前一个节点删除的时候就会收到通知。
| 性能 | mysql < zookeeper/etcd < redis |
|---|---|
| 可靠性 | mysql < redis < zookeeper/etcd |
Redisson的Watch Dog机制
如果用户指定过期时间，就不会有看门狗机制
如果用户没有指定，则会有看门狗机制，但是如果线程拿到锁之后，一直执行（假设无限时间），则锁永远不会过期
看门狗设置续期阙值不能太小，太小会由于网络延迟导致续期时锁已经被删除。