Unique Serial Number Generation
本文介绍了唯一序列号生成方案，帮助开发者自行生成唯一 ID。
Auto-increment column
AUTO_INCREMENT 是许多兼容 MySQL 协议的关系型数据库管理系统（RDBMS）中的列属性。通过 AUTO_INCREMENT 属性，数据库可以在无需用户干预的情况下自动为该列分配值。随着表中记录数的增加，该列的值会自动递增，并保证唯一性。在大多数场景中，AUTO_INCREMENT 列用作代理主键，没有实际含义。
AUTO_INCREMENT 列的限制在于，列必须是整数类型，且分配的值必须是整数。如果应用所需的序列号包含字母、数字或其他字符，用户很难通过 AUTO_INCREMENT 列获得所需的自动递增数字。
Sequence
Sequence 是一种数据库对象，应用可以调用它来生成递增的序列值。应用可以灵活地使用序列值为一个或多个表赋值，也可以结合文本和数字进行更复杂的处理，从而赋予代理键一些追踪和分类的意义。
Sequence 从 TiDB v4.0 开始支持。详细信息请参考 sequence documentation。
Snowflake-like solutions
Snowflake 是 Twitter 提出的一种分布式 ID 生成方案。现有几种实现方式，其中较为流行的有百度的 uid-generator 和美团的 leaf。本文以 uid-generator 为例。
uid-generator 生成的 64 位 ID 结构如下：
| sign | delta seconds | worker node id | sequencs |
|------|---------------|----------------|----------|
| 1bit | 28bits | 22bits | 13bits |
- sign：固定长度 1 位，固定为
0，表示生成的 ID 始终为正数。 - delta seconds：默认 28 位。当前时间，以相对于预设时间基准（默认为
2016-05-20）的秒数递增值表示。28 位支持大约 8.7 年。 - worker node id：默认 22 位。表示机器 ID，通常在应用进程启动时由集中式 ID 生成器获取。常用的集中式 ID 生成器包括自增列和 ZooKeeper。默认分配策略为“丢弃即用”，重启时会重新获取新的 worker node id。22 位支持大约 420 万台机器。
- sequence：默认 13 位。每秒的并发序列数。13 位支持每秒 8192 个并发序列。
Number allocation solution
数字分配方案可以理解为从数据库批量获取自增 ID。该方案需要一个序列号生成表，每行代表一个序列对象。表定义示例如下：
| Field Name | Field Type | Field Description |
|---|---|---|
SEQ_NAME | varchar(128) | 序列名称，用于区分不同应用。 |
MAX_ID | bigint | 当前已分配的最大值。 |
STEP | int | 步长，表示每次分配的段长度。 |
每次，应用从配置的步长中获取一段序列号，同时更新数据库以持久化已分配的最大值。序列号的处理和分配在应用的内存中完成。当一段序列号用完后，应用会获取新的一段，从而有效减轻数据库写入压力。实际操作中，也可以调整步长以控制数据库更新的频率。
最后，注意上述两种方案生成的 ID 不够随机，不能直接作为 TiDB 表的 primary keys。在实际应用中，可以对生成的 ID 进行位反转，以获得更随机的新 ID。例如，位反转后，ID 00000010100101000001111010011100 变为 00111001011110000010100101000000，而 11111111111111111111111111111101 变为 10111111111111111111111111111111。