如何正確設(shè)計一個訂單號？？？

文章說明

該文章針對訂單號的設(shè)計進(jìn)行初探，會在不斷的實踐中完善、后期也會不斷更新。希望大家關(guān)注。

訂單號定義

我們經(jīng)常提及到的訂單號，大多數(shù)是在電商購物場景下的一個唯一標(biāo)識字符串。實則訂單號并不僅僅指的是電商系統(tǒng)，只要需要這樣的業(yè)務(wù)場景，我們都可以使用訂單號的模式來處理。例如我們的省份證號，要求唯一可讀性強(qiáng)等特點，也可以將之理解為一個訂單號。

訂單號規(guī)則

1.不重復(fù)。不管你的訂單號設(shè)計的是多復(fù)雜還是多簡單，首先我們需要確保的是訂單號在一個系統(tǒng)中是唯一的。

2.安全性。訂單號需要做到不容易被人為的猜測或者推測出來。例如訂單號包含系統(tǒng)的流水信息，用戶信息等保密相關(guān)的信息。

3.禁用隨機(jī)碼。隨機(jī)碼從一定程度來說，更安全、不重復(fù)性更高，但是可讀性差。例如生成類似這樣的隨機(jī)碼(sdfsad12312sfsdf201)，不管是從系統(tǒng)角度還是從人為角度去讀取，完全沒法直接辨別。

4.防止并發(fā)。針對系統(tǒng)的并發(fā)業(yè)務(wù)場景(如秒殺)，一定需要做到并發(fā)場景下，訂單編號生成快速、不重復(fù)等要求。

5.控制位數(shù)。訂單號的位數(shù)盡量在 10 位-20 位之間。太短的情況下，如果交易量過大，很難做到防止重復(fù)，太長可讀性差、意義也不大。

6.盡量使用數(shù)字。從軟件角度，數(shù)字存儲的訂單號，占用空間小、檢索快。

淘寶規(guī)則

上面的截圖，是個人在淘寶上面進(jìn)行充值的訂單編號，這里只截取了幾個。在實際的過程中，發(fā)現(xiàn)所有訂單號都有一個相似的特點(紅色框出來的地方)。個人猜測，這應(yīng)該是和買家相關(guān)的信息，例如買家的 ID 編號情況。

下面的的幾個規(guī)則，是淘寶訂單編號生成的規(guī)則(只具備參考意義，與實際存在差距)。

1.總共 18 位。

2.前 14 位為序號。

3.15-16 位賣家 ID 的倒數(shù) 1-2 位。。

4.17-18 位買家 ID 的倒數(shù) 3-4 位。

上面的幾個規(guī)則具備一定的參考意義。從第 3 和 4 點，我們不難分析出來，通過這樣的方式來實現(xiàn)訂單號，在一定程度很難出現(xiàn)重復(fù)的訂單編號。那是為什么呢？

1.賣家的 ID 和買家 ID 的都是在下單之前生成的，具備唯一性。因為這兩個 ID 事先生成，即使出現(xiàn)并發(fā)場景，通過這兩組的唯一標(biāo)識就很難生成重復(fù)的單號。

2.很大程度上滿足了一些并發(fā)高的業(yè)務(wù)場景下，單號重復(fù)的情況?；蛟S你會考慮像雙十一這樣的場景下，實則絕大部分系統(tǒng)都無法達(dá)到這樣的業(yè)務(wù)場景。

生成方式

前面提到了生成的規(guī)則，那要實現(xiàn)這樣的規(guī)則，該如何實現(xiàn)會比較好呢？下面總結(jié)幾種常見的處理方式。

UUID

UUID 是 Universally Unique Indentifier 的縮寫，翻譯為通用唯一識別碼，顧名思義 UUID 是一個用于唯一標(biāo)識一條數(shù)據(jù)、記錄的，其按照開放軟件基金會（OSF）指定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，用到了以太網(wǎng)卡地址（MAC）、納秒級時間、芯片 ID 碼和許多可能的數(shù)字。

總的來說，UUID 碼由以下三部分組成：

1.當(dāng)前日期和時間。

2.時鐘序列。

3.全局唯一的 IEEE 機(jī)器識別碼（如何有網(wǎng)卡，從網(wǎng)卡獲得，沒有網(wǎng)卡則以其他方式獲得）。

UUID 的標(biāo)準(zhǔn)形式包含 32 個 16 進(jìn)制數(shù)字，以連字號分為五段，形式為 8-4-4-4-12 的 32 個字符。示例：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000。關(guān)于 UUID 的更多介紹，可以參考該文章

雪花算法

Snowflake 是 Twitter 內(nèi)部的一個 ID 生算法，可以通過一些簡單的規(guī)則保證在大規(guī)模分布式情況下生成唯一的 ID 號碼。其組成為：

第一個 bit 為未使用的符號位。

第二部分由 41 位的時間戳（毫秒）構(gòu)成，它的取值是當(dāng)前時間相對于某一時間的偏移量。

第三部分和第四部分的 5 個 bit 位表示數(shù)據(jù)中心和機(jī)器 ID，其能表示的最大值為 2^5 -1 = 31。

最后部分由 12 個 bit 組成，其表示每個工作節(jié)點每毫秒生成的序列號 ID，同一毫秒內(nèi)最多可生成 2^12 -1 即 4095 個 ID。

需要注意的是：

在分布式環(huán)境中，5 個 bit 位的 datacenter 和 worker 表示最多能部署 31 個數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心最多可部署 31 臺節(jié)點。

41 位的二進(jìn)制長度最多能表示 2^41 -1 毫秒即 69 年，所以雪花算法最多能正常使用 69 年，為了能最大限度的使用該算法，你應(yīng)該為其指定一個開始時間。

數(shù)據(jù)庫自增

在數(shù)據(jù)庫中可以通過給訂單列設(shè)置為自增列，并且給該列設(shè)置一個初始值。這樣通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)訂單的自增、無重復(fù)情況。但通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)并發(fā)能力低，單表存在只能有一個自增列的情況，后期對數(shù)據(jù)的分表處理也不夠友好。

分布式組件

通過分布式組件的方式，我們也可以實現(xiàn)訂單號的處理。例如使用 Redis 作為分布式組件。通過 Redis 的隊列、incr 等功能來實現(xiàn)。

實例演示

UUID 方式

//?生成方式一
function?uuid($prefix?=?'')?{
??$chars?=?md5(uniqid(mt_rand(),?true));
??$uuid??=?substr($chars,0,8)?.?'-';
??$uuid?.=?substr($chars,8,4)?.?'-';
??$uuid?.=?substr($chars,12,4)?.?'-';
??$uuid?.=?substr($chars,16,4)?.?'-';
??$uuid?.=?substr($chars,20,12);
??return?$prefix?.?$uuid;
}
echo?uuid();
//?output
//?b2fa188c-23a8-d1b6-432d-649db4eb34c7

//?生成方式二(利用Linux內(nèi)部生成的uuid)
echo?exec("cat?/proc/sys/kernel/random/uuid");
//?output
//?b2792783-7c9f-43d0-8d31-38411e17fc2f

//?生成方式三
function?uniqidReal($lenght?=?13)?{
??if?(function_exists("random_bytes"))?{
??????try?{
??????????$bytes?=?random_bytes(ceil($lenght?/?2));
??????}?catch?(Exception?$e)?{
??????}
??}?elseif?(function_exists("openssl_random_pseudo_bytes"))?{
??????$bytes?=?openssl_random_pseudo_bytes(ceil($lenght?/?2));
??}?else?{
??????throw?new?Exception("no?cryptographically?secure?random?function?available");
??}
??return?substr(bin2hex($bytes),?0,?$lenght);
}

echo?uniqidReal();
//?output
//?9f39aa0ecd89d

雪花算法

require_once?__DIR__.'/vendor/autoload.php';

$snowflake?=?new?\Godruoyi\Snowflake\Snowflake;
echo?$snowflake->id();
//?output
//?199778615951360000

//?更多高級用法及實現(xiàn)原理參考原倉庫:https://github.com/godruoyi/php-snowflake/blob/master/README-zh_CN.md

Redis 實現(xiàn)

//?連接Redis
$redis?=?new?\Redis();
$redis->connect('192.168.0.112',?6379);
$cacheKey?=?date('Y:m:d');
$initVal??=?10000;
//?實現(xiàn)方式一(使用隊列)
for?($i?=?0;?$i?10;?$i++)?{
????$redis->lPush($cacheKey,?$initVal?+?$i);
}
$redis->rPop($cacheKey);
//?實現(xiàn)方式二(使用incr)
if?($redis->get($cacheKey))?{
????//?返回新增后的值
????return?$redis->incr($cacheKey);
}?else?{
????//?設(shè)置一個默認(rèn)的初始值
????$redis->set($cacheKey,?$initVal);
????return?$cacheKey;
}

數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫直接就不演示，直接通過設(shè)置表字段屬性就行。主要設(shè)置字段值的初始值、偏移量。

mysql [email protected]:(none)> show variables like '%auto_incr%';
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| auto_increment_increment | 1     |
| auto_increment_offset    | 1     |
+--------------------------+-------+
2 rows in set
Time: 0.012s

總計與分析

通過上面的示例演示，下面針對這幾種情況做一個分析與總結(jié)。盡可能的選擇一種合理的方式。