工具類 雪花演算法生成分布式ID

2021-10-20 17:59:20 字數 3019 閱讀 2602

工具類-雪花演算法生成分布式id

snowflake 演算法,是 twitter 開源的分布式 id 生成演算法。其核心思想就是:使用乙個 64 bit 的 long 型的數字作為全域性唯一 id。在分布式系統中的應用十分廣泛,且id 引入了時間戳,基本上保持自增的,後面的**中有詳細的註解。

這 64 個 bit 中,其中 1 個 bit 是不用的,然後用其中的 41 bit 作為毫秒數,用 10 bit 作為工作機器 id,12 bit 作為序列號。

第乙個部分,是 1 個 bit:0,這個是無意義的。

第二個部分是 41 個 bit:表示的是時間戳。

第三個部分是 5 個 bit:表示的是機房 id,10001。

第四個部分是 5 個 bit:表示的是機器 id,1 1001。

第五個部分是 12 個 bit:表示的序號,就是某個機房某台機器上這一毫秒內同時生成的 id 的序號,0000 00000000。

①1 bit:是不用的,為啥呢?

因為二進位制裡第乙個 bit 為如果是 1,那麼都是負數,但是我們生成的 id 都是正數,所以第乙個 bit 統一都是 0。

②41 bit:表示的是時間戳,單位是毫秒。

41 bit 可以表示的數字多達 2^41 - 1,也就是可以標識 2 ^ 41 - 1 個毫秒值,換算成年就是表示 69 年的時間。

③10 bit:記錄工作機器 id,代表的是這個服務最多可以部署在 2^10 臺機器上,也就是 1024 臺機器。

但是 10 bit 裡 5 個 bit 代表機房 id,5 個 bit 代表機器 id。意思就是最多代表 2 ^ 5 個機房(32 個機房),每個機房裡可以代表 2 ^ 5 個機器(32 臺機器),也可以根據自己公司的實際情況確定。

④12 bit:這個是用來記錄同乙個毫秒內產生的不同 id。

12 bit 可以代表的最大正整數是 2 ^ 12 - 1 = 4096,也就是說可以用這個 12 bit 代表的數字來區分同乙個毫秒內的 4096 個不同的 id。

簡單來說,你的某個服務假設要生成乙個全域性唯一 id,那麼就可以傳送乙個請求給部署了 snowflake 演算法的系統,由這個 snowflake 演算法系統來生成唯一 id。

這個 snowflake 演算法系統首先肯定是知道自己所在的機房和機器的,比如機房 id = 17,機器 id = 12。

接著 snowflake 演算法系統接收到這個請求之後,首先就會用二進位制位運算的方式生成乙個 64 bit 的 long 型 id,64 個 bit 中的第乙個 bit 是無意義的。

接著 41 個 bit,就可以用當前時間戳(單位到毫秒),然後接著 5 個 bit 設定上這個機房 id,還有 5 個 bit 設定上機器 id。

最後再判斷一下,當前這台機房的這台機器上這一毫秒內,這是第幾個請求,給這次生成 id 的請求累加乙個序號,作為最後的 12 個 bit。

最終乙個 64 個 bit 的 id 就出來了,類似於:

這個演算法可以保證說,乙個機房的一台機器上,在同一毫秒內,生成了乙個唯一的 id。可能乙個毫秒內會生成多個 id,但是有最後 12 個 bit 的序號來區分開來。

雪花演算法保證:

1.所生成的id按時間遞增

2.整個分布式系統不會有重複的id

package cn.demo.common;

/** * 雪花演算法id生成器

* 生成的是執行緒安全的遞增的id,分布式系統內不會重複

*/public

class

idworker

if(datacenterid > maxdatacenterid || datacenterid <0)

this

.workerid = workerid;

this

.datacenterid = datacenterid;

}/**

* 獲得下乙個id (該方法是執行緒安全的)

** @return long

*/private

synchronized

long

nextid()

private

long

generateid

(long timestamp)

//如果是同一時間生成的,則進行毫秒內序列

if(lasttimestamp == timestamp)

}else

//時間戳改變,毫秒內序列重置

//上次生成id的時間截

lasttimestamp = timestamp;

return timestamp;

}/**

* 獲得下乙個id (string)

**/private

synchronized string generatenextid()

/** * 阻塞到下乙個毫秒,直到獲得新的時間戳

** @param lasttimestamp 上次生成id的時間截

* @return 當前時間戳

*/private

long

tilnextmillis

(long lasttimestamp)

return timestamp;

}/**

* 返回以毫秒為單位的當前時間

** @return 當前時間(毫秒)

*/private

long

timegen()

//idworker單例的,多例或分布式系統的話構造引數不能與其他例項相同,否則會產生安全問題

private

static idworker idworker =

newidworker

(0l,

0l);

/** * 公開方法,用於生成乙個id

* @return

*/public

static

long

getnextid()

}

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