在分布式項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)表的主鍵ID一般可能存在于UUID或自增ID這兩種形式，UUID好理解而且實(shí)現(xiàn)起來也最容易，但是缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)表中的主鍵ID是32位的字符串，在大數(shù)據(jù)查詢等情況下性能會(huì)相對(duì)比較差，所以在需求允許的情況下，我們通常會(huì)優(yōu)先考慮使用自增ID來代替UUID使用。

在分布式項(xiàng)目中如果你的數(shù)據(jù)表的主鍵ID是自增ID，那么常見的生成對(duì)象主鍵ID的方式有：

• 雪花算法

  • 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單

  • 缺點(diǎn)：生成ID較長、生成ID不連續(xù)，會(huì)造成ID浪費(fèi)

• 采用框架自帶的ID生成器，如MybatisPlus的@AutoID

  • 優(yōu)點(diǎn)：依賴框架，實(shí)現(xiàn)簡單

  • 缺點(diǎn)：無法在插入對(duì)象前獲取到對(duì)象的主鍵ID

• 采用Redis緩存生成主鍵ID等

  • 優(yōu)點(diǎn)：生成的ID連續(xù)，數(shù)據(jù)在表中的可讀性好

  • 缺點(diǎn)：借助Redis緩存，實(shí)現(xiàn)相比前兩種較復(fù)雜

通過雪花算法生成對(duì)象主鍵ID的方式我們?cè)谥暗奈恼轮幸呀?jīng)介紹過了，這篇文章我們主要介紹如何通過Redis來實(shí)現(xiàn)生成對(duì)象自增ID的方法。

1、緩存實(shí)現(xiàn)原理

通過Redis實(shí)現(xiàn)對(duì)象自增ID的方式，主要是通過Redis的INCR 和 INCRBY 命令來對(duì)鍵值進(jìn)行遞增操作，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的功能，主要原因是Redis 是單線程模型，所有命令都是原子操作，不會(huì)發(fā)生競態(tài)條件，

在使用時(shí)要留意以下特點(diǎn)與注意事項(xiàng)

• 原子性：INCR、INCRBY 和 INCRBYFLOAT 命令都是原子性的，這意味著如果多個(gè)客戶端同時(shí)執(zhí)行這些命令，Redis 會(huì)保證每個(gè)命令的執(zhí)行不會(huì)發(fā)生競態(tài)條件。

• 數(shù)據(jù)類型要求：這些命令要求操作的值是整數(shù)（INCR 和 INCRBY）或浮點(diǎn)數(shù)（INCRBYFLOAT）。如果鍵對(duì)應(yīng)的值不是數(shù)值類型，Redis 會(huì)返回錯(cuò)誤。

• 性能：Redis 是單線程的，所有命令都是原子操作，因此在高并發(fā)環(huán)境下執(zhí)行這些命令時(shí)，性能表現(xiàn)非常好。

• 鍵不存在的情況：如果執(zhí)行 INCR 或 INCRBY 時(shí)，鍵不存在，Redis 會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建這個(gè)鍵并初始化其值為 0，然后進(jìn)行遞增。

2、Redis工具類實(shí)現(xiàn)ID自動(dòng)生成

了解到通過Redis實(shí)現(xiàn)的原理之后，就是如何設(shè)計(jì)緩存以保證每張表的數(shù)據(jù)之間不會(huì)相互影響，

以u(píng)ser表為例，對(duì)應(yīng)的model為UserModel，那么我們就可以將model名稱作為key，當(dāng)前已有的最大的ID作為value來進(jìn)行存儲(chǔ)，因?yàn)槊恳粡埍韺?duì)應(yīng)的model名稱都是不一樣的，所以這里一定不會(huì)出現(xiàn)key重復(fù)的情況，

下面是一些在Redis中生成和獲取對(duì)象自增ID的工具方法，方便新建對(duì)象時(shí)直接調(diào)用

@Component("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class RedisUtils implements InitializingBean {
    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    private static RedisUtils redisUtils;

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        redisUtils = this;
    }

    /**
     * 獲取自增ID
     */
    public static <T> Integer getIncr(Class<T> tClass) {
        try {
            String key = tClass.getName();
            Long increment = redisUtils.stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key, 1);
            return Math.toIntExact(increment);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RedisSystemException(e.getMessage(), e);
        }
    }

    /**
     * 獲取自增ID，指定遞增長度，用于批量創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，只請(qǐng)求一次Redis
     * 如批量創(chuàng)建五個(gè)對(duì)象，delta等于5
     */
    public static <T> Integer getIncr(Class<T> tClass, int delta) {
        try {
            String key = tClass.getName();
            Long increment = redisUtils.stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key, delta);
            return Math.toIntExact(increment);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RedisSystemException(e.getMessage(), e);
        }
    }

    /**
     * 緩存預(yù)熱，用于項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)初始化Redis中各個(gè)表的最大ID
     */
    public static <T> long incrPreheat(Class<T> tClass, Long maxValue) {
        if (maxValue == null) {
            maxValue = 0L;
        }
        if (maxValue < 0) {
            //異常拋出，預(yù)熱的初始值不能小于0
        }
        Integer incr = getIncr(tClass);
        if (maxValue <= incr) {
            return incr;
        }
        return getIncr(tClass, (int) (maxValue - incr));
    }
}

解釋：InitializingBean是Spring提供的拓展性接口，InitializingBean接口為bean提供了屬性初始化后的處理方法，它只有一個(gè)afterPropertiesSet方法，凡是繼承該接口的類，在bean的屬性初始化后都會(huì)執(zhí)行該方法。

3、緩存預(yù)熱

緩存預(yù)熱是指在項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，將每一張表當(dāng)前最大的主鍵ID預(yù)先加載到Redis中，這樣在后面使用的時(shí)候，就可以直接從Redis中獲取下一次ID即可，不需要再去訪問數(shù)據(jù)庫查詢最大ID，緩存預(yù)熱一般會(huì)建立在Redis專門的初始化類中，以便在啟動(dòng)項(xiàng)目時(shí)可以運(yùn)行該類，具體如下：

/**
 * 緩存預(yù)熱
 *
 * @author hxy
 */
@Component
@DependsOn("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
public class RedisInit {

    private final UserMapper userMapper;

    /**
     * 獲取每一張表中當(dāng)前的最大ID，然后預(yù)熱到redis中
     */
    @PostConstruct
    public void init() {
        RedisUtils.incrPreheat(UserModel.class, userMapper.maxId());
    }
}

解釋：@DependsOn注解可以定義在類和方法上，意思是我這個(gè)組件要依賴于另一個(gè)組件，也就是說被依賴的組件會(huì)比該組件先注冊(cè)到IOC容器中。

解釋：@PostConstruct注解

在Java中，@PostConstruct注解，通常用于標(biāo)記一個(gè)方法，它表示該方法在類實(shí)例化之后（通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象之后）立即執(zhí)行。

加上@PostConstruct注解的方法會(huì)在對(duì)象的所有依賴項(xiàng)都已經(jīng)注入完成之后執(zhí)行。通過使用@PostConstruct注解，我們可以確保在對(duì)象完全創(chuàng)建和初始化之后才執(zhí)行這些操作。這個(gè)注解通常用在依賴注入（Dependency Injection）的框架中，例如Spring。

@PostConstruct 注解可以用在任何類的方法上，但它最常用于標(biāo)記在 Spring Framework 中的 Bean 類中的初始化方法。

4、model層封裝調(diào)用

在實(shí)例化一個(gè)model對(duì)象的時(shí)候，要將model的主鍵ID進(jìn)行賦值，這個(gè)時(shí)候就要從Redis中獲取到當(dāng)前對(duì)象應(yīng)該對(duì)應(yīng)的主鍵ID，我們可以在model類中構(gòu)建一個(gè)newInstance方法或有參構(gòu)造，來專門的生成需要賦值主鍵ID的對(duì)象，在方法中調(diào)用redis工具類的getIncr方法，獲取到最新最小未使用的主鍵ID并賦值給新建的model即可。

@Getter
@Setter
public class UserModel {

    private Integer id;

    private String name;

    private Integer age;

    private String tel;

    public UserModel() {
    }

    /**
     * 提供一個(gè)能夠生成自增ID的有參構(gòu)造，需要生成自增ID時(shí)調(diào)用
     */
    public UserModel(boolean autoId) {
        if (autoId) {
            this.id = RedisUtils.getIncr(UserModel.class);
        }
    }
}

如果你是需要批量創(chuàng)建對(duì)象并且給對(duì)象賦值主鍵ID的情況，可以按照如下方式使用，這樣可以只調(diào)用一次Redis，避免重復(fù)調(diào)用Redis影響性能。

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserServiceImpl {

    private final UserMapper userMapper;

    public void batchAddUser(){
        int addNumber = 10;
        //提前生成自定跨度的ID，比如之前最大ID是6，獲取后得到的incr是16
        Integer incr = RedisUtils.getIncr(UserModel.class, addNumber);
        List<UserModel> userModels = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < addNumber; i++) {
            UserModel userModel = new UserModel();
            //每一個(gè)主鍵ID依次遞減使用
            userModel.setId(incr--);
            userModels.add(userModel);
        }
        userMapper.insertBatch(userModels);
    }
}

至此，通過Redis來獲取對(duì)象自增ID的方法已經(jīng)完成，如果在使用過程中有其他場(chǎng)景需求，可以對(duì)redisUtils中的方法進(jìn)行拓展即可。

到此這篇關(guān)于分布式使用Redis實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫對(duì)象自增主鍵ID的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis對(duì)象自增主鍵ID內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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