dotNET Core实现分布式环境下的流水号唯一
- 2019 年 10 月 4 日
- 筆記
业务背景
在管理系统中，很多功能模块都会涉及到各种类型的编号，例如：流程编号、订单号、合同编号等等。编号各有各自的规则，但通常有一个流水号来确定编号的唯一性，保证流水号的唯一，在不同的环境中实现方式有所不同。本文将介绍在单机和分布式环境中保证流水号唯一的方式。
实现思路
1、在数据库中创建 seqno 表，每个业务一条数据，存储业务 code 和流水号的最大值 2、获取某业务的流水号时，根据业务 code 查询 seqno 表，获取流水号返回，并将最大值加一 3、使用 Monitor.Enter 解决单机重复性问题 4、使用 Redis 分布式锁解决分布式部署的重复性问题
环境
- dotNET Core：2.1
- VS For Mac：2019
- Docker：18.09.2
- MySql：8.0.17，基于Docker构建
- Redis：3.2，基于Docker构建
- CSRedisCore：3.1.5
准备工作
1、执行下面命令构建 Redis 容器
docker run -p 6379:6379 -d --name s2redis_test --restart=always redis:3.2 redis-server --appendonly yes
2、执行下面命令构建 MySql 容器
docker run -d -p 3306:3306 -e MYSQL_USER="oec2003" -e MYSQL_PASSWORD="123456" -e MYSQL_ROOT_PASSWORD="123456" --name s2mysql mysql/mysql-server --character-set-server=utf8mb4 --collation-server=utf8mb4_general_ci --default-authentication-plugin=mysql_native_password
3、在 MySql 中创建数据库seqno_test，执行下面 SQL 创建表和测试数据
-- ---------------------------- -- Table structure for seqno -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS `seqno`; CREATE TABLE `seqno` ( `code` varchar(50) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL, `num` int(11) DEFAULT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci; -- ---------------------------- -- Records of seqno -- ---------------------------- BEGIN; INSERT INTO `seqno` VALUES ('order', 1); COMMIT; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
4、在 VS2019 中创建两个控制台项目和一个类库项目，如下图：
单机测试
1、在 SeqNo 类中添加 GetSeqByNoLock 方法
public static string GetSeqNoByNoLock() { string connectionStr = "server = localhost; user id = oec2003; password = 123456; database = seqno_test"; string getSeqNosql = "select num from seqno where code='order'"; string updateSeqNoSql = "update seqno set num=num+1 where code='order'"; var seqNo = MySQLHelper.ExecuteScalar(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, getSeqNosql); MySQLHelper.ExecuteNonQuery(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, updateSeqNoSql); return seqNo.ToString(); }
2、在 RedisLockConsoleApp1 控制台程序中用多线程来模拟测试
class Program { static void Main(string[] args) { Task.Run(() => { for (int i = 0; i < 50; i++) { Console.WriteLine($"Thread1:SeqNo:{SeqNo.GetSeqNoByNoLock()}"); } }); Task.Run(() => { for (int i = 0; i < 50; i++) { Console.WriteLine($"Thread2:SeqNo:{SeqNo.GetSeqNoByNoLock()}"); } }); Console.ReadLine(); } }
3、测试结果如下，可以看出在多线程情况下会出现重复的编号
单机环境加锁测试
在 SeqNo 类中添加 GetSeqNoByLock 方法，通过 Monitor.Enter 来解决单机多线程流水号重复问题
public static string GetSeqNoByLock() { string connectionStr = "server = localhost; user id = oec2003; password = 123456; database = seqno_test"; string getSeqNosql = "select num from seqno where code='order'"; string updateSeqNoSql = "update seqno set num=num+1 where code='order'"; var seqNo = string.Empty; try { Monitor.Enter(_myLock); seqNo = MySQLHelper.ExecuteScalar(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, getSeqNosql).ToString(); MySQLHelper.ExecuteNonQuery(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, updateSeqNoSql); Monitor.Exit(_myLock); } catch { Monitor.Exit(_myLock); } return seqNo.ToString(); }
运行结果如下，可以看出已经没有出现重复的流水号了
多机环境测试
Monitor 只能解决进程内的重复性问题，现在用两个控制台程序来模拟分布式下的多机器运行，在 RedisLockConsoleApp2 控制台程序添加如下代码
static void Main(string[] args) { Task.Run(() => { for (int i = 0; i < 50; i++) { Console.WriteLine($"Thread1:SeqNo:{SeqNo.GetSeqNoByLock()}"); } }); Task.Run(() => { for (int i = 0; i < 50; i++) { Console.WriteLine($"Thread2:SeqNo:{SeqNo.GetSeqNoByLock()}"); } }); Console.ReadLine(); }
同时运行两个控制台程序，测试结果如下：
可以看出在每一个控制台程序内没有重复流水号，但两个控制台还是会间歇性地出现重复流水号。
要解决这个问题就必须使用分布式锁。
多机环境分布式锁测试
分布式锁又很多实现方式，本例中采用 Redis 来实现，Redis 客户端使用的是 CSRedisCore ，在 CSRedisCore 最新的版本 3.1.5 中实现了分布式锁，这让使用变得非常的方便。
1、在 RedisLockLib 项目中添加 CSRedisCore 包的引用
2、在 SeqNo 类中添加 GetSeqNoByRedisLock 方法
public static string GetSeqNoByRedisLock() { string connectionStr = "server = localhost; user id = oec2003; password = 123456; database = seqno_test"; string getSeqNosql = "select num from seqno where code='order'"; string updateSeqNoSql = "update seqno set num=num+1 where code='order'"; var seqNo=string.Empty; using (_redisClient.Lock("test", 5000)) { seqNo = MySQLHelper.ExecuteScalar(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, getSeqNosql).ToString(); MySQLHelper.ExecuteNonQuery(connectionStr, System.Data.CommandType.Text, updateSeqNoSql); } return seqNo; }
3、测试结果如下：
总结
例子非常简单，提供一种解决问题的思路，如您有更好的方式欢迎讨论。本文的示例代码已上传 Github ，地址如下：
https://github.com/oec2003/StudySamples/tree/master/RedisLockDemo
祝大家假期快乐！
