Go语言分布式ID生成策略优选：UUID、Snowflake、XID、ObjectID、Krand性能 ...

在高并发应用场景下，如订单体系、分布式数据库主键、消息队列等，分布式ID的生成至关重要。本文将基于Go语言，对多种分布式ID生成方案举行基准测试（Benchmark），并分析其性能及适用场景，资助开辟者选择最优方案。
常见分布式ID生成方案

在Go语言生态中，常见的分布式ID生成方案包括：

• XID（github.com/rs/xid）：基于MongoDB ObjectID 改进的方案，时间排序、唯一性强、无中央化依靠。示例：cv4t2bgqnen8i96gcq90
  
• MongoDB ObjectID（go.mongodb.org/mongo-driver/bson/primitive）：MongoDB默认的唯一ID方案，时间戳+呆板ID+进程ID+随机数。示例：67c9d12e050656d79bb0c630
  
• Snowflake（github.com/bwmarrin/snowflake）：Twitter提出的分布式ID生成算法，64位整数，包罗时间戳、呆板ID和序列号。示例：1897690027819798528
  
• UUID（github.com/google/uuid）：通用唯一标识符（UUID），标准化方案，适用于分布式体系，但字符串格式较长。示例：98c04b4b-b865-47e6-b72b-03fe04389fdd
  
• ShortUUID（github.com/lithammer/shortuuid/v4）：UUID的短版本，淘汰字符长度，便于存储和传输。示例：k8PsWEDmsYUAbmeHcyjfeB
  
• Krand（github.com/go-dev-frame/sponge/pkg/krand）：自定义随机数方案，提供更机动的ID生成能力。时间戳(微妙)+随机数。示例：1741351724666957080
  

基准测试代码

我们利用 testing.B 举行基准测试，代码如下：

1. package main
3. import (
4.         "testing"
6.         "github.com/bwmarrin/snowflake"
7.         "github.com/go-dev-frame/sponge/pkg/krand"
8.         "github.com/google/uuid"
9.         "github.com/lithammer/shortuuid/v4"
10.         "github.com/rs/xid"
11.         "go.mongodb.org/mongo-driver/bson/primitive"
12. )
14. func BenchmarkXID(b *testing.B) {
15.         for i := 0; i < b.N; i++ {
16.                 xid.New().String()
17.         }
18. }
20. func BenchmarkObjectID(b *testing.B) {
21.         for i := 0; i < b.N; i++ {
22.                 primitive.NewObjectID().Hex()
23.         }
24. }
26. func BenchmarkSnowFlakeInt64(b *testing.B) {
27.         node, _ := snowflake.NewNode(1)
28.         for i := 0; i < b.N; i++ {
29.                 node.Generate()
30.         }
31. }
33. func BenchmarkKrandIDUint64(b *testing.B) {
34.         for i := 0; i < b.N; i++ {
35.                 krand.NewID()
36.         }
37. }
39. func BenchmarkKrandIDString(b *testing.B) {
40.         for i := 0; i < b.N; i++ {
41.                 krand.NewStringID()
42.         }
43. }
45. func BenchmarkUUID(b *testing.B) {
46.         for i := 0; i < b.N; i++ {
47.                 uuid.New().String()
48.         }
49. }
51. func BenchmarkShotUUID(b *testing.B) {
52.         for i := 0; i < b.N; i++ {
53.                 shortuuid.New()
54.         }
55. }

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执行测试命令：

1. go test -bench=. -benchmem

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测试效果分析

1. goos: windows
2. goarch: amd64
3. pkg: id_test
4. cpu: AMD Ryzen 7 6800H with Radeon Graphics
5. BenchmarkXID-16                 43977468                27.54 ns/op            0 B/op          0 allocs/op
6. BenchmarkObjectID-16            46614250                26.21 ns/op            0 B/op          0 allocs/op
7. BenchmarkSnowFlakeInt64-16       4633701               258.4 ns/op             0 B/op          0 allocs/op
8. BenchmarkKrandIDUint64-16       97430276                12.03 ns/op            0 B/op          0 allocs/op
9. BenchmarkKrandIDString-16       24759777                43.70 ns/op           16 B/op          1 allocs/op
10. BenchmarkUUID-16                 7194732               165.0 ns/op            64 B/op          2 allocs/op
11. BenchmarkShotUUID-16             6521544               184.6 ns/op            40 B/op          2 allocs/op

复制代码

1. 性能最佳方案：Krand (Uint64)

• 生成速率最快，仅 12.03 ns，无额外分配。
  
• 适用于极致性能寻求的应用，如缓存键、数据库主键等。
  

2. 综合性能良好方案：MongoDB ObjectID、XID

• 生成速率约 26-27 ns，无额外内存分配。
  
• 适用于需要时间排序和唯一性的分布式应用。
  

3. 适用于大规模分布式体系：Snowflake

• 由于需要维护节点信息，生成速率稍慢 258.4 ns，但可包管递增性和唯一性。
  
• 适用于大规模分布式体系，如订单ID、日志ID。
  

4. 适用于跨体系兼容：UUID、ShortUUID

• UUID 标准化程度高，但 165 ns 生成速率较慢，占用 64 B 内存。
  
• ShortUUID 淘汰了字符串长度，但仍有 184.6 ns 生成时间。
  

最佳实践建议

• 数据库主键：Krand（数值型）或 Snowflake（整数型）。
  
• 分布式服务间追踪ID：XID 或 MongoDB ObjectID。
  
• 可读性强的ID：ShortUUID 或 Krand（字符串型）。
  
• 跨体系唯一标识：UUID。
  

结论

在分布式ID生成方案中，没有绝对的“最优”方案，只有“最适合”的方案。Krand 适用于高性能场景，XID 分身性能和可读性，而 Snowflake 适用于大规模分布式体系。开辟者应根据业务需求选择最优方案，以提升体系的稳固性和性能。

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