用Redis咋搞自动递增，原理和简单实现说说

用Redis实现自动递增,说白了就是利用Redis本身提供的几个特别适合干这个命令，这活儿对Redis来说是小菜一碟，因为它是一个单线程的内存数据库，能保证操作的原子性，原子性这个词听起来专业，但意思很简单：一个命令执行的时候，不会被其他命令打断，这就好比只有一个窗口的银行，大家必须排队办业务，绝对不会出现两个人同时拿到同一个号码的情况，用Redis生成递增ID，天然就能保证不会重复。

核心原理

实现自动递增,最核心、最常用的Redis命令是 INCR 和 INCRBY。

1. INCR 命令：这是最简单的，你给它一个键（key），比如叫 user_id，它就会检查这个键当前的值，如果这个键不存在，Redis会先把它当成0来处理，然后执行加1的操作，最后把结果（也就是1）存回去，并返回给你，下一次你再对同一个键执行 INCR，它就会在1的基础上再加1，返回2，以此类推，每次调用都会得到一个比上一次大1的整数。
2. INCRBY 命令：这个命令是 INCR 的增强版，它允许你指定一次增加多少。INCRBY order_id 10，意思是对 order_id 这个键的值增加10，如果你第一次执行，order_id 会从0变成10；第二次执行，就从10变成20，这在需要按批次分配ID或者设置更大步长时很有用。

因为这两个命令都是原子操作,所以无论有多少个客户端同时向Redis发送 INCR 请求，Redis都会让它们排好队，一个一个执行，绝对不会返回相同的值，这就是它能用来做高并发下唯一ID生成器的根本原因。

简单实现

下面用一些伪代码和思路来说明怎么简单实现。

生成简单的用户ID

假设你要给新注册的用户一个唯一的数字ID。

1. 初始化：刚开始，你的应用里还没有用户，你不需要在Redis里预先设置 user_id 这个键，因为 INCR 命令会自动处理不存在的键。
2. 注册逻辑：当有新用户注册时，你的应用程序（比如用Python、Java等写的）会执行一段类似下面的代码：
   • new_id = redis_client.incr("user_id")
   • 这行代码会连接Redis,并执行 INCR user_id 命令。
3. 获取结果：Redis会返回一个全新的、比上一个ID大1的数字，假设这是第一个用户，返回的就是1，你的应用就可以把这个 new_id（也就是1）分配给这个新用户，并存入数据库。
4. 后续流程：第二个用户注册时，同样的代码会返回2，第三个返回3，完全自动，无需操心。

生成每天清零的订单号

有时候我们需要ID按天划分,比如订单号格式是“202405300001”，表示2024年5月30日的第1个订单，第二天要从“202405310001”重新开始。

1. 设计键名：关键在于键（key）要包含日期信息，键名可以设计成 order_id:20240530。
2. 生成逻辑：每天有新的订单时，你的应用先获取当天的日期，然后拼出键名。
   • today = "20240530"
   • key = "order_id:" + today
   • new_serial_number = redis_client.incr(key)
3. 处理结果：new_serial_number 就是从1开始递增的序列号，你把它和日期组合起来，就形成了完整的订单号“202405300001”。
4. 自动过期：为了避免Redis里堆积无数个过去的日期键，可以给这个键设置一个过期时间（TTL），比如在执行完 INCR 后，马上设置这个键在第二天凌晨过期。
   • redis_client.expire(key, 86400) // 86400秒就是24小时
   • 这样,order_id:20240530 这个键在5月31号就会自动被Redis删除，节省空间。

一些需要注意的地方

虽然Redis做这个很简单,但也有一些点要留意：

• 持久化问题：Redis的数据默认是在内存里的，如果Redis服务器重启或崩溃，内存里的数据可能会丢失，这意味着你可能会丢失当前最大的ID值，重启后 INCR 可能会从一个小得多的数字重新开始，导致ID重复，为了解决这个问题，你必须配置Redis的持久化机制（RDB快照或AOF日志），确保增量数据能定期保存到硬盘上，根据一篇名为《Redis实战》的书籍中的建议，需要根据业务对数据丢失的容忍度来选择合适的持久化策略。
• 不是严格连续：INCR 生成的ID是连续的，但只是在正常情况下，如果你的应用在获取一个ID（比如100）后，在将其存入数据库前崩溃了，那么这个ID100实际上就被“跳过去”了，所以它通常是“趋势递增”且“总体唯一”的，但中间可能会有一些空洞，对于绝大多数需要唯一ID的场景，这完全没问题。
• 键的设计：如订单号的例子所示，键的设计非常灵活，你可以根据业务需求（按用户、按业务类型、按时间）设计不同的键，来管理多个独立的递增序列。

总结一下

用Redis搞自动递增是一个非常经典和高效的方案,它的原理就是靠 INCR/INCRBY 这两个原子命令来保证并发下的唯一性，实现起来也特别简单，几行代码就能搞定一个高并发的ID生成器，你主要需要关注的就是Redis的持久化配置，防止服务器重启导致ID回溯，对于需要分布式ID生成的场景，比如你的应用部署在多台服务器上，它们都连接同一个Redis实例，那么这个方案依然完美适用，因为所有服务器都在向同一个“发号中心”申请号码，自然不会重复。