浅谈订单号生成的设计方案

今天讨论分享下订单号生成的简单实现方案，为实际场景中需要用到订单号生成服务提供解决思路。

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最简单的方式

基于数据库 auto_increment_increment 来获取 ID。首先在数据库中创建一张 sequence 表，其中 seq_name 用以区分不同业务标识，从而实现支持多种业务场景下的自增 ID，current_value 为当前值，_increment 为步长，可支持分布式数据库的哈希策略。

CREATE TABLE `sequence` ( 
`seq_name` varchar(200) NOT NULL, 
`current_value` bigint(20) NOT NULL, 
`_increment` int(4) NOT NULL, 
  PRIMARY KEY (`seq_name`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 

通过 SELECT LAST_INSERT_ID() 方法，更新 sequence 表，进行 ID 递增，并同时获取上次更新的值。这里注意，current_value = LAST_INSERT_ID(current_value + _increment) 将更新的 ID 赋值给了 LAST_INSERT_ID，否则返回的将是行 id。

<insert timeout="30" id="update" parameterType="Seq"> 
    UPDATE sequence 
    SET 
    current_value = LAST_INSERT_ID(current_value + _increment) 
    WHERE 
    seq_name = #{seqName} 
<selectKey resultType="long" keyProperty="id" order="AFTER"> 
        <![CDATA[SELECT LAST_INSERT_ID() ]]> 
</selectKey> 
</insert> 

最后 Dao 提供服务，需要提醒的是注意数据库的事务隔离级别，如果将 getSeq() 方法放到 Service 中有事务的方法里，将出现问题，因为数据库事务开启会创建一张视图，在事务没有提交之前，更新的 ID 还没有被提交到数据库中，这在多线程并发操作的情况下，如果事务里的其他方法导致性能慢了，可能出现两个请求获取到相同的 ID，所以解决方法一是不要将 getSeq() 方法放到有事务的方法里，另一种就是将 getSeq() 方法的隔离界别为 PROPAGATION_REQUIRES_NEW，实现开启新事务，外层事务不会影响内部事务的提交。

@Autowired 
private SeqDao seqDao; 
 
@Autowired 
private PlatformTransactionManager transactionManager; 
 
@Override 
public long getSeq(final String seqName) throws Exception { 
    TransactionTemplate transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager); 
// 事务行为，独立于外部事物独立运行 
    transactionTemplate 
            .setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW); 
return (Long) transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() { 
public Object doInTransaction(TransactionStatus status) { 
try { 
                Seq seq = new Seq(); 
                seq.setSeqName(seqName); 
if (seqDao.update(seq) == 0) { 
throw new RuntimeException("seq update failure."); 
                } 
return seq.getId(); 
            } catch (Exception e) { 
throw new RuntimeException("seq update error."); 
            } 
        } 
    }); 
} 

稍复杂一点的方法

上述的方法的问题，想必大家都知道，就是每次获取 ID 都要调用数据库，在高并发的情况下会对数据库产生极大的压力，我们的改进方法也很简单，就是一次申请一个段的 ID，然后发到内存里，每次获取 ID 先从内存里取，当内存中的 ID 段全部被获取完毕，则再一次调用数据库重新申请一个新的 ID 段。同样有数据库表的设计，通过 Name 区分业务，用 ID 标明已经申请到的最大值。当然如果是分布式架构，也可以通过增加步长属性来实现。

CREATE TABLE `sequence_value` ( 
`Name` varbinary(50) DEFAULT NULL, 
`ID` int(11) DEFAULT NULL 
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8 

Step 是 ID 段的内存对象，有两个属性，其中 currentValue 当前的使用到的值，endValue 是内存申请的最大值。

class Step { 
private long currentValue; 
private long endValue; 
 
    Step(long currentValue, long endValue) { 
this.currentValue = currentValue; 
this.endValue = endValue; 
    } 
 
public void setCurrentValue(long currentValue) { 
this.currentValue = currentValue; 
    } 
 
public void setEndValue(long endValue) { 
this.endValue = endValue; 
    } 
 
public  long incrementAndGet() { 
return ++currentValue; 
    } 
} 

代码的实现稍微复杂一点，获取 ID 会根据业务标识 sequencename，先从内存获取 Step 的 ID 段，如果为 null，则从数据库中读取当前最新的值，并根据步长计算 Step，然后返回请求 ID。如果从内存中直接获取到 Step，则直接取 ID，并对 currentValue 进行加一。当 currentValue 的值超过 endValue 时，则更新数据库的 ID，重新计算 Step。

private Map<String,Step> stepMap = new HashMap<String, Step>(); 
 
public synchronized long get(String sequenceName) { 
    Step step = stepMap.get(sequenceName); 
if(step ==null) { 
        step = new Step(startValue,startValue+blockSize); 
        stepMap.put(sequenceName, step); 
    } else { 
if (step.currentValue < step.endValue) { 
return step.incrementAndGet(); 
        } 
    } 
if (getNextBlock(sequenceName,step)) { 
return step.incrementAndGet(); 
    } 
throw new RuntimeException("No more value."); 
} 
 
private boolean getNextBlock(String sequenceName, Step step) { 
// "select id from sequence_value where name = ?"; 
    Long value = getPersistenceValue(sequenceName); 
if (value == null) { 
try { 
// insert into sequence_value (id,name) values (?,?) 
value = newPersistenceValue(sequenceName); 
        } catch (Exception e) { 
value = getPersistenceValue(sequenceName);  
        } 
    } 
// update sequence_value set id = ?  where name = ? and id = ? 
    boolean b = saveValue(value,sequenceName) == 1; 
if (b) { 
        step.setCurrentValue(value); 
        step.setEndValue(value+blockSize); 
    } 
return b; 
} 

使用该方法获取 ID 可以减少对数据库的访问量，以降低数据库的压力，但是同样需要注意，获取 ID 同样关注数据库事务问题，因为当系统重启的时候，stepMap 为 null，所以会取数据库查询当前 ID，更计算更新 Step，然后更新数据库的 ID。如果该方法被放到数据库事务里，由于其他方法性能慢了，导致查询之后没有及时更新，并发情况下另一个线程查询的时候，可能会获取到该线程未提交的 ID，因而出现两个线程获取到相同的 ID 问题。

本文小结

订单号生成是一个非常简单的功能，但是在高并发的场景下，高性能和高可用就成为了需要关注的要点。所以，实际工作中的每一个小细节都值得我们去深思。

【本文是51CTO专栏作者张开涛的原创文章，作者微信公众号：开涛的博客，id:kaitao-1234567】

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