使用redis生成唯一编号及原理示例详解

在系统开发中，保证数据的唯一性是至关重要的一件事，目前开发中常用的方式有使用数据库的自增序列、uuid生成唯一编号、时间戳或者时间戳+随机数等。

在某些特定业务场景中，可能会要求我们使用特定格式的唯一编号，比如我有一张订单表(t_order)，我需要生成“yewu(order)+日期(yyyymmdd)+序列号(00000000)”格式的订单编号，比如今天的日期是20200716，那我今天第一个订单号就是order2020071600000001、第二个订单号就是order2020071600000002，明天的日期是20200717，那么明天的第一个订单号就是order2020071700000001、第二个订单号就是order2020071700000002，以此类推。

今天介绍下如何使用redis生成唯一的序列号，其实主要思想还是利用redis单线程的特性，可以保证操作的原子性，使读写同一个key时不会出现不同的数据。以springboot项目为例，添加以下依赖。

<dependency>
            <groupid>org.apache.commons</groupid>
            <artifactid>commons-lang3</artifactid>
            <version>3.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupid>org.springframework.boot</groupid>
            <artifactid>spring-boot-starter-data-redis</artifactid>
            <version>${spring.boot.version}</version>
        </dependency>

application.properties中配置redis，我本地redis没有设置密码，所以注释了密码这一行

server.port=9091
server.servlet.context-path=/

spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379
#spring.redis.password=1234
spring.redis.database=0

创建sequenceservice类用于生成特定业务编号

package com.xiaochun.service;

import org.apache.commons.lang3.stringutils;
import org.slf4j.logger;
import org.slf4j.loggerfactory;
import org.springframework.data.redis.core.redistemplate;
import org.springframework.data.redis.support.atomic.redisatomiclong;
import org.springframework.stereotype.service;

import javax.annotation.resource;
import java.text.simpledateformat;
import java.util.calendar;
import java.util.date;

@service
public class sequenceservice {

    private static logger logger = loggerfactory.getlogger(sequenceservice.class);

    @resource
    private redistemplate redistemplate;

    //用作存放redis中的key
    private static string order_key = "order_key";
    
    //生成特定的业务编号，prefix为特定的业务代码
    public string getorderno(string prefix){
         return getseqno(order_key, prefix);
    }
    
    //sequenceservice类中公用部分，传入制定的key和prefix
    private string getseqno(string key, string prefix)
    {
        calendar calendar = calendar.getinstance();
        calendar.set(calendar.hour_of_day, 23);
        calendar.set(calendar.minute, 59);
        calendar.set(calendar.second, 59);
        calendar.set(calendar.millisecond, 999);
        //设置过期时间，这里设置为当天的23:59:59
        date expiredate = calendar.gettime();
        //返回当前redis中的key的最大值
        long seq = generate(redistemplate, key, expiredate);
        //获取当天的日期，格式为yyyymmdd
        string date = new simpledateformat("yyyymmdd").format(expiredate);
        //生成八为的序列号，如果seq不够八位，seq前面补0，
        //如果seq位数超过了八位，那么无需补0直接返回当前的seq
        string sequence = stringutils.leftpad(seq.tostring(), 8, "0");
        if (prefix == null)
        {
            prefix = "";
        }
        //拼接业务编号
        string seqno = prefix + date + sequence;
        logger.info("key:{}, 序列号生成:{}, 过期时间:{}", key, seqno, string.format("%tf %tt ", expiredate, expiredate));
        return seqno;
    }

    /**
     * @param key
     * @param expiretime <i>过期时间</i>
     * @return
     */
    public static long generate(redistemplate<?,?> redistemplate,string key,date expiretime) {
        //redisatomiclong为原子类，根据传入的key和redis链接工厂创建原子类
        redisatomiclong counter = new redisatomiclong(key,redistemplate.getconnectionfactory());
        //设置过期时间
        counter.expireat(expiretime);
        //返回redis中key的值，内部实现下面详细说明
        return counter.incrementandget();
    }

}

接下来，启动项目，使用接口的形式访问，或者写test方法执行，就可以得到诸如order2020071600000001、order2020071600000002的编号，而且在高并发环境中也不会出现数据重复的情况。实现原理：上面生成特定业务编号主要分为三部分，如下图

前缀和日期部分，没什么需要解释的，主要是redis中的生成的序列号，而这需要依靠redisatomiclong来实现，先看下上面生成redis序列过程中发生了什么

• 获取redis中对应业务的key，生成过期时间expiretime
• 获取了redistemplate对象，通过该对象获取redisconnectionfactory对象
• 将key，redisconnectionfactory对象作为构造参数生成redisatomiclong对象，并设置过期时间
• 调用redisatomiclong的incrementandget()方法

看下redisatomiclong源码，当然只放一部分源码，不会放全部，redisatomiclong的结构，主要构造函数，和上面提到过的incrementandget()方法

public class redisatomiclong extends number implements serializable, boundkeyoperations<string> {
    private static final long serialversionuid = 1l;
    //redis中的key，用volatile修饰，获得原子性
    private volatile string key;
    //当前的key-value对象，根据传入的key获取value值
    private valueoperations<string, long> operations;
    //传入当前redistemplate对象，为redistemplate对象的*接口
    private redisoperations<string, long> generalops;

    public redisatomiclong(string rediscounter, redisconnectionfactory factory) {
        this(rediscounter, (redisconnectionfactory)factory, (long)null);
    }
    private redisatomiclong(string rediscounter, redisconnectionfactory factory, long initialvalue) {
        assert.hastext(rediscounter, "a valid counter name is required");
        assert.notnull(factory, "a valid factory is required");
        //初始化一个redistemplate对象
        redistemplate<string, long> redistemplate = new redistemplate();
        redistemplate.setkeyserializer(new stringredisserializer());
        redistemplate.setvalueserializer(new generictostringserializer(long.class));
        redistemplate.setexposeconnection(true);
        //设置当前的redis连接工厂
        redistemplate.setconnectionfactory(factory);
        redistemplate.afterpropertiesset();
        //设置传入的key
        this.key = rediscounter;
        //设置当前的redistemplate
        this.generalops = redistemplate;
        //获取当前的key-value集合
        this.operations = this.generalops.opsforvalue();
        //设置默认值，如果传入为null，则key获取operations中的value，如果value为空，设置默认值为0
        if (initialvalue == null) {
            if (this.operations.get(rediscounter) == null) {
                this.set(0l);
            }
        //不为空则设置为传入的值
        } else {
            this.set(initialvalue);
        }
    }
    //将传入key的value+1并返回
    public long incrementandget() {
        return this.operations.increment(this.key, 1l);
    }

其实主要还是通过redis的自增序列来实现

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