訂單號定義

我們經常提及到的訂單號，大多數是在電商購物場景下的一個唯一標識字符串。實則訂單號并不僅僅指的是電商系統，只要需要這樣的業務場景，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，要求唯一可讀性強等特點，也可以將之理解為一個訂單號。 

訂單號規則

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

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的流水信息，用戶信息等保密相關的信息。

3.禁用隨機碼。隨機碼從一定程度來說，更安全、不重復性更高，但是可讀性差。例如生成類似這樣的隨機碼(sdfsad12312sfsdf201)，不管是從系統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。針對系統的并發業務場景(如秒殺)，一定需要做到并發場景下，訂單編號生成快速、不重復等要求。

5.控制位數。訂單號的位數盡量在 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，太長可讀性差、意義也不大。

6.盡量使用數字。從軟件角度，數字存儲的訂單號，占用空間小、檢索快。 

淘寶規則

   

上面的截圖，是個人在淘寶上面進行充值的訂單編號，這里只截取了幾個。在實際的過程中，發現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，這應該是和買家相關的信息，例如買家的 ID 編號情況。

下面的的幾個規則，是淘寶訂單編號生成的規則(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 1-2 位。。

4.17-18 位買家 ID 的倒數 3-4 位。

上面的幾個規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訂單號，在一定程度很難出現重復的訂單編號。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，即使出現并發場景，通過這兩組的唯一標識就很難生成重復的單號。

2.很大程度上滿足了一些并發高的業務場景下，單號重復的情況。或許你會考慮像雙十一這樣的場景下，實則絕大部分系統都無法達到這樣的業務場景。

生成方式

前面提到了生成的規則，那要實現這樣的規則，該如何實現會比較好呢？下面總結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 是一個用于唯一標識一條數據、記錄的，其按照開放軟件基金會（OSF）指定的標準進行計算，用到了以太網卡地址（MAC）、納秒級時間、芯片 ID 碼和許多可能的數字。

總的來說，UUID 碼由以下三部分組成：

1.當前日期和時間。

2.時鐘序列。

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

UUID 的標準形式包含 32 個 16 進制數字，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。關于 UUID 的更多介紹，可以參考該文章

雪花算法

Snowflake 是 Twitter 內部的一個 ID 生算法，可以通過一些簡單的規則保證在大規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）構成，它的取值是當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 位表示數據中心和機器 ID，其能表示的最大值為 2^5 -1 = 31。

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

需要注意的是：

在分布式環境中，5 個 bit 位的 datacenter 和 worker 表示最多能部署 31 個數據中心，每個數據中心最多可部署 31 臺節點。

41 位的二進制長度最多能表示 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，你應該為其指定一個開始時間。

數據庫自增

在數據庫中可以通過給訂單列設置為自增列，并且給該列設置一個初始值。這樣通過數據庫實現訂單的自增、無重復情況。但通過數據庫實現并發能力低，單表存在只能有一個自增列的情況，后期對數據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。

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原理參考原倉庫:https://github.com/godruoyi/php-snowflake/blob/master/README-zh_CN.md

Redis 實現

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

數據庫實現

數據庫直接就不演示，直接通過設置表字段屬性就行。主要設置字段值的初始值、偏移量。

mysql root@127.0.0.1:(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。盡可能的選擇一種合理的方式。