美团Leaf snowflake模式详解
作者：互联网
雪花算法概述
雪花算法简单来说是这样一个长整形数值。它64位，8个字节，刚好一个long。（为什么雪花算法ID是64位？ 大概也是这个原因吧。理论上当然可以使用更多位，但是其实不是很有必要）
雪花算法，在单个节点上是有序的，如同 号段模式，但它也不是 全局严格有序，而是单个节点严格递增。 雪花算法的问题 1 因为雪花算法 依赖于本地时钟。所以存在时钟回拨问题。那么，如何避免时钟回拨？ 2 雪花算法实现起来不复杂。但是问题是分布式场景之下，当需要启动的leaf服务越来越多时，对其分配workerId是一件非常令人头疼的事情。我们要做的是，尽量让一件事情简单化，让用户无感知。百度的UID做到了（文末有相关阅读链接），leaf也做到了！
美团Leaf snowflake模式原理
- /snowflake/afei/forever/
- |--192.168.0.1--0
- |--192.168.0.2--1
- |--192.168.0.3--2
实际情况， 默认会增加 - 00000 这样的 序号。
美团Leaf snowflake的使用&配置
默认的配置是：
leaf.name=com.sankuai.leaf.opensource.test
leaf.snowflake.zk.address=localhost
leaf.snowflake.port=2181 说明： leaf.snowflake.zk.address 确实是将要连接的zk的地址列表，形如192.168.56.1:2181;192.168.56.2:2181，它可以是localhost，这个时候leaf实际上连接zk使用的是2181； 需要注意的是上面leaf.snowflake.port为2181， 会让人产生误解。因为它并不是zk的端口，仅仅是用来标志当前leaf节点。用来拼接在节点名称， 所以超过65536 也不会做检查，它不管它是什么具体值（但需要是整数）.. 实际上， 我们可以把它设置为web的端口，这样就会出现冲突。/**
* @param zkAddress zk地址
* @param port snowflake监听端口
* @param twepoch 起始的时间戳
*/
public SnowflakeIDGenImpl(String zkAddress, int port, long twepoch) {
this.twepoch = twepoch;
Preconditions.checkArgument(timeGen() > twepoch, "Snowflake not support twepoch gt currentTime");
final String ip = Utils.getIp(); // 实际将创建的节点的ip， 使用这个
SnowflakeZookeeperHolder holder = new SnowflakeZookeeperHolder(ip, String.valueOf(port), zkAddress);
如上，实际将创建的节点的ip， 使用的是本机ip，然后拼接上面的leaf.snowflake.port端口，创建的节点是PERSISTENT_SEQUENTIAL类型节点，从名字上看，它会持久化，然后又是有序的（从父节点的角度来看，它是有序的。它会从0每次增加1，节点可以有自己的名字，但是zk会主动给节点添加一个序号的后缀，长度是10，类型是10进制）。所以它会一直保存在zk之上，也就是说zk因为异常等原因重启之后，它依然存在，不会丢失。节点的内容是json，包括ip，port，时间戳timestamp；其中timestamp 是每3s更新一次。（点击黄色的刷新按钮，可以看到timestamp字段的变化）
leaf.name 配置项是做什么用的呢？ 是用来确定将创建的zk节点的路径，上图因为没有配置 leaf.name 所以 展现是null！虽然是null，不过好像也没有什么关系，不影响程序正常运行。不过，一般情况下，对于一个分布式id，我们所有的leaf客户端，需要设置为相同的leaf.name，这样，workerID才会有序递增，才不会出现冲突！ 如果不同业务含义的分布式id，自然需要不同的leaf.name； 所以，可以理解为leaf.name是分布式id 的名字。注意到leaf.name 对于号段模式是没有用的！！ 因为将创建的zk节点使用的ip固定是本地ip，如果一个集群上部署两个leaf呢？那leaf会重复利用那个节点，而不会新创建。就是说如果不改配置，一个机器只能部署一个相同的微服务。如果想两个相同的微服务呢？那只能部署到不同的机器上去。 当然，对于不同的微服务，肯定需要不同leaf的配置，不然也不合理。那就只能修改 leaf.name 或leaf.snowflake.port； leaf会在本地创建缓存文件，名为workerID.properties，内容非常简单，就是使用给雪花算法使用的workerID。美团Leaf snowflake的测试
leaf-sever提供了rest 获取id 接口： http://localhost:8010/api/snowflake/get/key ( 对于雪花算法，这里的key是没有作用的) 结果是： 1388377407299268680 多次刷新，可见这个值不断增长，也就是满足单调递增。 另外decodeSnowflakeId 接口提供了解码雪花算法id 的功能： http://localhost:8010/decodeSnowflakeId?snowflakeId=1388377012309078107 结果是： {"workerId":"3","sequenceId":"91","timestamp":"1619849849189(2021-05-01 14:17:29.189)"} sequenceId 是什么？ 是id在当前毫秒内的 序列！它有12个bit，所以 一个毫秒内最多可以产生 4096个id 哦！但是因为美团leaf对id 起始值做了优化， sequence = RANDOM.nextInt(100); 它是100内随机的。 然后在不同的微服务实例上测试 /api/snowflake/get/key 接口，然后解析，发现是不同的workerId， 满足分布式id 要求！美团Leaf snowflake与时钟回拨问题
时钟回拨的原因在于 获取雪花算法id 的时候，会去获取本地时间。这个本地时间是可能被 有意无意修改，如果修改为过去的时间，就会可能导致id重复的问题，也就是回拨问题！ Segment模式有时钟回拨问题吗？很明显没有，因为通过这种模式获取的ID没有任何时间属性，所以不存在时钟回拨问题。美团Leaf-snowflake方案 是怎么解决这个问题的呢？我能够猜到的是，如果它通过zk来获取时间，那么就不会依赖本地时间了！进而解决问题！ 然后，通过过程源码发现，并没有实现。 可能是这个时钟回拨并不是很严重的问题吧！leaf的Snowflake模式并没有彻底解决时钟回拨的问题。当运行过程中，如果时钟回拨超过5ms （ 准确说是两次get 方法之间的回拨），依然会抛出异常。那么，Snowflake模式主要解决什么问题？很明显，是snowflake中的workerId部分。最后，leaf会定期（间隔周期是3秒）上报更新timestamp。并且上报时，如果发现当前时间戳少于最后一次上报的时间戳，那么会放弃上报。之所以这么做的原因是，防止在leaf实例重启过程中，由于时钟回拨导致可能产生重复ID的问题。 也就是说，运行时，leaf允许最多5ms 的回拨；重启时，允许最多3s 的回拨！ 我们看源码： sequence = RANDOM.nextInt(100); 避免了 每次 容易获取到的为 0 的问题。 它是怎么引起的？ 手动修改时间？ 我们的多个 linux机器上的时间不一致。。 —— 谁会这么无趣的去修改时间呢？ 一般情况我们的linux机器上的时间还是可以保持一致的吧。所以，时钟回拨 不是大问题， 而且到这个程度， 也已经差不多了！全局有序问题！
美团Leaf-snowflake方案能够全局有序吗？ 不能。 实际什么，任何算法都不能保证全局有序，除非 单点，集中部署；是否有任何办法保证全局有序递增？ 我们把节点id 字段设置为相同，是否可以？ 不可以啊.. 因为可能出现相同id 的情况。那么改进一下， 使得每个节点的步长一致，然后起始值不同，如同 数据库的主主模式， 好像也可以避免id 重复！ （这样做比较麻烦，但是 其实如果不在意是否全局有序，可以忽略这步..）
那么号段模式，是否可以也保证全局有序？ 无法！ 因为每个客户端会获取新的号段！号段之间是并发的！
标签：leaf,zk,美团,节点,回拨,id,Leaf,snowflake 来源： https://www.cnblogs.com/FlyAway2013/p/14724325.html