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我們線(xiàn)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(xún)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(hù)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<size;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(xiàn)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<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());  
    IntStream.range(0,100).parallel().forEach(i->{  
        orderNos.add(getYYMMDDHHNumber(merchId));  
    });  
    List<String> 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(hù)ID的傳入(按同事的說(shuō)法,傳入商戶(hù)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(xiàn)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(lèi)以格式化(線(xiàn)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<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());  
    IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{  
        orderNos.add(generateOrderNo());  
    });  
    List<String> 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(xiàn)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<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());  
        IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{  
            orderNos.add(generateOrderNo());  
        });  
        List<String> 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(zhuān)業(yè)性！

好了，本文到這里了，如果你想看往期同事牛逼系列干貨，可以關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧進(jìn)行閱讀。