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Java技術(shù)棧

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作者：funnyZpC
來(lái)源：cnblogs.com/funnyzpc/p/13541713.html

我們線上出了一次事故，這個(gè)事故的表象是這樣的:

系統(tǒng)出現(xiàn)了兩個(gè)一模一樣的訂單號(hào)，訂單的內(nèi)容卻不是不一樣的，而且系統(tǒng)在按照訂單號(hào)查詢的時(shí)候一直拋錯(cuò)，也沒(méi)法正常回調(diào)，而且事情發(fā)生的不止一次，所以這次系統(tǒng)升級(jí)一定要解決掉。

經(jīng)手的同事之前也改過(guò)幾次，不過(guò)效果始終不好，總會(huì)出現(xiàn)訂單號(hào)重復(fù)的問(wèn)題，所以趁著這次問(wèn)題我好好的理了一下我同事寫(xiě)的代碼。

這里簡(jiǎn)要展示下當(dāng)時(shí)的代碼：

/**
?*?OD單號(hào)生成
?*?訂單號(hào)生成規(guī)則：OD + yyMMddHHmmssSSS + 5位數(shù)(商戶ID3位+隨機(jī)數(shù)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();
}


??/**?生成指定位數(shù)的隨機(jī)數(shù)?**/
??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??????????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，這段代碼寫(xiě)的其實(shí)不怎么好，代碼部分暫且不議，代碼中使訂單號(hào)不重復(fù)的主要因素點(diǎn)是隨機(jī)數(shù)和毫秒，可是這里的隨機(jī)數(shù)只有兩位，在高并發(fā)環(huán)境下極容易出現(xiàn)重復(fù)問(wèn)題。

同時(shí)毫秒這一選擇也不是很好，在多核CPU多線程下，一定時(shí)間內(nèi)(極小的)這個(gè)毫秒可以說(shuō)是固定不變的(測(cè)試驗(yàn)證過(guò))，所以這里我先以100個(gè)并發(fā)測(cè)試下這個(gè)訂單號(hào)生成。

測(cè)試代碼如下：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????final?String?merchId?=?"12334";
????List?orderNos?=?Collections.synchronizedList(new?ArrayList());
????IntStream.range(0,100).parallel().forEach(i->{
????????orderNos.add(getYYMMDDHHNumber(merchId));
????});

????List?filterOrderNos?=?orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());

????System.out.println("生成訂單數(shù)："+orderNos.size());
????System.out.println("過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)："+filterOrderNos.size());
????System.out.println("重復(fù)訂單數(shù)："+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
}

果然，測(cè)試的結(jié)果如下：

生成訂單數(shù)：100
過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)：87
重復(fù)訂單數(shù)：13

當(dāng)時(shí)我就震驚?了，一百個(gè)并發(fā)里面竟然有13個(gè)重復(fù)的?。?！

我趕緊讓同事先不要發(fā)版，這活兒我接了！

對(duì)這一燙手的山竽拿到手里沒(méi)有一個(gè)清晰的解決方案可是不行的，我大概花了6+分鐘和同事商量了下業(yè)務(wù)場(chǎng)景，決定做如下更改：

去掉商戶ID的傳入(按同事的說(shuō)法,傳入商戶ID也是為了防止重復(fù)訂單的，事實(shí)證明并沒(méi)有叼用)
毫秒僅保留三位(縮減長(zhǎng)度同時(shí)保證應(yīng)用切換不存在重復(fù)的可能)
使用線程安全的計(jì)數(shù)器做數(shù)字遞增(三位數(shù)最低保證并發(fā)800不重復(fù),代碼中我給了4位)
更換日期轉(zhuǎn)換為java8的日期類以格式化(線程安全及代碼簡(jiǎn)潔性考量，可以點(diǎn)擊這里進(jìn)行閱讀詳情)

經(jīng)過(guò)以上思考后我的最終代碼是：

/**?訂單號(hào)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();
}

當(dāng)然代碼寫(xiě)完成了可不能這么隨隨便便結(jié)束了，現(xiàn)在得走一個(gè)測(cè)試main函數(shù)看看：

public?static?void?main(String[]?args)?{

????List?orderNos?=?Collections.synchronizedList(new?ArrayList());
????IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{
????????orderNos.add(generateOrderNo());
????});

????List?filterOrderNos?=?orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());

????System.out.println("生成訂單數(shù)："+orderNos.size());
????System.out.println("過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)："+filterOrderNos.size());
????System.out.println("重復(fù)訂單數(shù)："+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
}

/**
??測(cè)試結(jié)果：?
??生成訂單數(shù)：8000
??過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)：8000
??重復(fù)訂單數(shù)：0
**/

真好，一次就成功了，可以直接上線了。。。

然而，我回過(guò)頭來(lái)看以上代碼，雖然最大程度解決了并發(fā)單號(hào)重復(fù)的問(wèn)題，不過(guò)對(duì)于我們的系統(tǒng)架構(gòu)還是有一個(gè)潛在的隱患：如果當(dāng)前應(yīng)用有多個(gè)實(shí)例(集群)難道就沒(méi)有重復(fù)的可能了？

鑒于此問(wèn)題就必然需要一個(gè)有效的解決方案，所以這時(shí)我就思考：多個(gè)實(shí)例應(yīng)用訂單號(hào)如何區(qū)分開(kāi)呢？

以下為我思考的大致方向：

使用UUID(在第一次生成訂單號(hào)時(shí)初始化一個(gè))
使用redis記錄一個(gè)增長(zhǎng)ID
使用數(shù)據(jù)庫(kù)表維護(hù)一個(gè)增長(zhǎng)ID
應(yīng)用所在的網(wǎng)絡(luò)IP
應(yīng)用所在的端口號(hào)
使用第三方算法(雪花算法等等)
使用進(jìn)程ID(某種程度下是一個(gè)可行的方案)

在此我想了下，我們的應(yīng)用是跑在docker里面，而且每個(gè)docker容器內(nèi)的應(yīng)用端口都一樣，不過(guò)網(wǎng)路IP不會(huì)存在重復(fù)的問(wèn)題，至于進(jìn)程也有存在重復(fù)的可能，對(duì)于UUID的方式之前吃過(guò)虧，遠(yuǎn)之吧，redis或DB也算是一種比較好的方式，不過(guò)獨(dú)立性較差。。。

同時(shí)還有一個(gè)因素也很重要，就是所有涉及到訂單號(hào)生成的應(yīng)用都是在同一臺(tái)宿主機(jī)(linux實(shí)體服務(wù)器)上，所以就目前的系統(tǒng)架構(gòu)我選用了IP的方式。

以下是我的代碼：

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?{

????/**?訂單號(hào)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("獲取IP失敗:"+e.getMessage());
????????????IP_SUFFIX?=??RandomUtils.nextInt(10,20)+"";
????????????return?IP_SUFFIX;
????????}
????}


????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????List?orderNos?=?Collections.synchronizedList(new?ArrayList());
????????IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{
????????????orderNos.add(generateOrderNo());
????????});

????????List?filterOrderNos?=?orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList());

????????System.out.println("訂單樣例："+?orderNos.get(22));
????????System.out.println("生成訂單數(shù)："+orderNos.size());
????????System.out.println("過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)："+filterOrderNos.size());
????????System.out.println("重復(fù)訂單數(shù)："+(orderNos.size()-filterOrderNos.size()));
????}
}

/**
??訂單樣例：20082115575546011022
??生成訂單數(shù)：8000
??過(guò)濾重復(fù)后訂單數(shù)：8000
??重復(fù)訂單數(shù)：0
**/

最后，代碼說(shuō)明及幾點(diǎn)建議

generateOrderNo()方法內(nèi)不需要加鎖，因?yàn)锳tomicInteger內(nèi)使用的是CAS自旋轉(zhuǎn)鎖(保證可見(jiàn)性的同時(shí)也保證原子性,具體的請(qǐng)自行了解)
getLocalIpSuffix()方法內(nèi)不需要對(duì)不為null的邏輯加同步鎖(雙向校驗(yàn)鎖，整體是一種安全的單例模式)
本人實(shí)現(xiàn)的方式并不是解決問(wèn)題的唯一方式，具體解決問(wèn)題需要視當(dāng)前系統(tǒng)架構(gòu)具體而論
任何測(cè)試都是必要的，我同事在前幾次嘗試解決這個(gè)問(wèn)題后都沒(méi)有自測(cè)，不測(cè)試有損開(kāi)發(fā)專業(yè)性！

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一次訂單號(hào)重復(fù)引起的事故，把我坑慘了！

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