我们线上出了一次事故,这个事故的表象是这样的:
系统出现了两个一模一样的订单号,订单的内容却不是不一样的,而且系统在按照订单号查询的时候一直抛错,也没法正常回调,而且事情发生的不止一次,所以这次系统升级一定要解决掉。
经手的同事之前也改过几次,不过效果始终不好,总会出现订单号重复的问题,所以趁着这次问题我好好的理了一下我同事写的代码。
这里简要展示下当时的代码:
- /**
- * OD单号生成
- * 订单号生成规则:OD + yyMMddHHmmssSSS + 5位数(商户ID3位+随机数2位) 22位
- */
- public static String getYYMMDDHHNumber(String merchId){
- StringBuffer orderNo = new StringBuffer(new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmssSSS").format(new Date()));
- if(StringUtils.isNotBlank(merchId)){
- if(merchId.length()>3){
- orderNo.append(merchId.substring(0,3));
- }else {
- orderNo.append(merchId);
- }
- }
- int orderLength = orderNo.toString().length();
- String randomNum = getRandomByLength(20-orderLength);
- orderNo.append(randomNum);
- return orderNo.toString();
- }
- /** 生成指定位数的随机数 **/
- public static String getRandomByLength(int size){
- if(size>8 || size<1){
- return "";
- }
- Random ne = new Random();
- StringBuffer endNumStr = new StringBuffer("1");
- StringBuffer staNumStr = new StringBuffer("9");
- for(int i=1;i<size;i++){
- endNumStr.append("0");
- staNumStr.append("0");
- }
- int randomNum = ne.nextInt(Integer.valueOf(staNumStr.toString()))+Integer.valueOf(endNumStr.toString());
- return String.valueOf(randomNum);
- }
可以看到,这段代码写的其实不怎么好,代码部分暂且不议,代码中使订单号不重复的主要因素点是随机数和毫秒,可是这里的随机数只有两位,在高并发环境下极容易出现重复问题。
同时毫秒这一选择也不是很好,在多核CPU多线程下,一定时间内(极小的)这个毫秒可以说是固定不变的(测试验证过),所以这里我先以100个并发测试下这个订单号生成。
测试代码如下:
- public static void main(String[] args) {
- final String merchId = "12334";
- List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
- IntStream.range(0,100).parallel().forEach(i->{
- orderNos.add(getYYMMDDHHNumber(merchId));
- });
- List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
- System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size());
- System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size());
- System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
- }
果然,测试的结果如下:
- 生成订单数:100
- 过滤重复后订单数:87
- 重复订单数:13
当时我就震惊🤯了,一百个并发里面竟然有13个重复的!!!
我赶紧让同事先不要发版,这活儿我接了!
对这一烫手的山竽拿到手里没有一个清晰的解决方案可是不行的,我大概花了6+分钟和同事商量了下业务场景,决定做如下更改:
- 去掉商户ID的传入(按同事的说法,传入商户ID也是为了防止重复订单的,事实证明并没有叼用)
- 毫秒仅保留三位(缩减长度同时保证应用切换不存在重复的可能)
- 使用线程安全的计数器做数字递增(三位数最低保证并发800不重复,代码中我给了4位)
- 更换日期转换为java8的日期类以格式化(线程安全及代码简洁性考量,可以点击这里进行阅读详情)
经过以上思考后我的最终代码是:
- /** 订单号生成(NEW) **/
- private static final AtomicInteger SEQ = new AtomicInteger(1000);
- private static final DateTimeFormatter DF_FMT_PREFIX = DateTimeFormatter.ofPattern("yyMMddHHmmssSS");
- private static ZoneId ZONE_ID = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
- public static String generateOrderNo(){
- LocalDateTime dataTime = LocalDateTime.now(ZONE_ID);
- if(SEQ.intValue()>9990){
- SEQ.getAndSet(1000);
- }
- return dataTime.format(DF_FMT_PREFIX)+SEQ.getAndIncrement();
- }
当然代码写完成了可不能这么随随便便结束了,现在得走一个测试main函数看看:
- public static void main(String[] args) {
- List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
- IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{
- orderNos.add(generateOrderNo());
- });
- List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
- System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size());
- System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size());
- System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
- }
- /**
- 测试结果:
- 生成订单数:8000
- 过滤重复后订单数:8000
- 重复订单数:0
- **/
真好,一次就成功了,可以直接上线了。。。
然而,我回过头来看以上代码,虽然最大程度解决了并发单号重复的问题,不过对于我们的系统架构还是有一个潜在的隐患:如果当前应用有多个实例(集群)难道就没有重复的可能了?
鉴于此问题就必然需要一个有效的解决方案,所以这时我就思考:多个实例应用订单号如何区分开呢?
以下为我思考的大致方向:
- 使用UUID(在第一次生成订单号时初始化一个)
- 使用redis记录一个增长ID
- 使用数据库表维护一个增长ID
- 应用所在的网络IP
- 应用所在的端口号
- 使用第三方算法(雪花算法等等)
- 使用进程ID(某种程度下是一个可行的方案)
在此我想了下,我们的应用是跑在docker里面,而且每个docker容器内的应用端口都一样,不过网路IP不会存在重复的问题,至于进程也有存在重复的可能,对于UUID的方式之前吃过亏,远之吧,redis或DB也算是一种比较好的方式,不过独立性较差。。。
同时还有一个因素也很重要,就是所有涉及到订单号生成的应用都是在同一台宿主机(linux实体服务器)上, 所以就目前的系统架构我选用了IP的方式。
以下是我的代码:
- import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;
- import java.net.InetAddress;
- import java.time.LocalDateTime;
- import java.time.ZoneId;
- import java.time.format.DateTimeFormatter;
- import java.util.ArrayList;
- import java.util.Collections;
- import java.util.List;
- import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
- import java.util.stream.Collectors;
- import java.util.stream.IntStream;
- public class OrderGen2Test {
- /** 订单号生成 **/
- private static ZoneId ZONE_ID = ZoneId.of("Asia/Shanghai");
- private static final AtomicInteger SEQ = new AtomicInteger(1000);
- private static final DateTimeFormatter DF_FMT_PREFIX = DateTimeFormatter.ofPattern("yyMMddHHmmssSS");
- public static String generateOrderNo(){
- LocalDateTime dataTime = LocalDateTime.now(ZONE_ID);
- if(SEQ.intValue()>9990){
- SEQ.getAndSet(1000);
- }
- return dataTime.format(DF_FMT_PREFIX)+ getLocalIpSuffix()+SEQ.getAndIncrement();
- }
- private volatile static String IP_SUFFIX = null;
- private static String getLocalIpSuffix (){
- if(null != IP_SUFFIX){
- return IP_SUFFIX;
- }
- try {
- synchronized (OrderGen2Test.class){
- if(null != IP_SUFFIX){
- return IP_SUFFIX;
- }
- InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();
- // 172.17.0.4 172.17.0.199 ,
- String hostAddress = addr.getHostAddress();
- if (null != hostAddress && hostAddress.length() > 4) {
- String ipSuffix = hostAddress.trim().split("\\.")[3];
- if (ipSuffix.length() == 2) {
- IP_SUFFIX = ipSuffix;
- return IP_SUFFIX;
- }
- ipSuffix = "0" + ipSuffix;
- IP_SUFFIX = ipSuffix.substring(ipSuffix.length() - 2);
- return IP_SUFFIX;
- }
- IP_SUFFIX = RandomUtils.nextInt(10, 20) + "";
- return IP_SUFFIX;
- }
- }catch (Exception e){
- System.out.println("获取IP失败:"+e.getMessage());
- IP_SUFFIX = RandomUtils.nextInt(10,20)+"";
- return IP_SUFFIX;
- }
- }
- public static void main(String[] args) {
- List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
- IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{
- orderNos.add(generateOrderNo());
- });
- List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
- System.out.println("订单样例:"+ orderNos.get(22));
- System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size());
- System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size());
- System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
- }
- }
- /**
- 订单样例:20082115575546011022
- 生成订单数:8000
- 过滤重复后订单数:8000
- 重复订单数:0
- **/
最后,代码说明及几点建议
- generateOrderNo()方法内不需要加锁,因为AtomicInteger内使用的是CAS自旋转锁(保证可见性的同时也保证原子性,具体的请自行了解)
- getLocalIpSuffix()方法内不需要对不为null的逻辑加同步锁(双向校验锁,整体是一种安全的单例模式)
- 本人实现的方式并不是解决问题的唯一方式,具体解决问题需要视当前系统架构具体而论
- 任何测试都是必要的,我同事在前几次尝试解决这个问题后都没有自测,不测试有损开发专业性!
好了,本文到这里了,如果你想看往期同事牛逼系列干货,可以关注公众号Java技术栈进行阅读。