生成全局唯一ID的雪花算法原理

雪花算法是一種用于生成全局唯一ID的算法，最初由Twitter開發(fā)，用于解決分布式系統(tǒng)中生成ID的問題。其核心思想是將一個(gè)64位的長整型ID劃分成多個(gè)部分，每個(gè)部分用于表示不同的信息，確保了生成的ID在分布式環(huán)境下的唯一性。Qez28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

ID結(jié)構(gòu)

1. 符號(hào)位（1位）：始終為0，用于保證ID為正數(shù)。
2. 時(shí)間戳（41位）：表示生成ID的時(shí)間戳，精確到毫秒級(jí)。
3. 工作節(jié)點(diǎn)ID（10位）：表示生成ID的機(jī)器的唯一標(biāo)識(shí)。
4. 序列號(hào)（12位）：表示在同一毫秒內(nèi)生成的多個(gè)ID的序列號(hào)。

生成步驟

1. 獲取當(dāng)前時(shí)間戳，精確到毫秒級(jí)。
2. 如果當(dāng)前時(shí)間小于上次生成ID的時(shí)間，或者在同一毫秒內(nèi)生成的ID數(shù)量超過最大值，等待下一毫秒再繼續(xù)生成。
3. 如果當(dāng)前時(shí)間等于上次生成ID的時(shí)間，序列號(hào)自增1。
4. 如果當(dāng)前時(shí)間大于上次生成ID的時(shí)間，序列號(hào)重新從0開始。
5. 將各個(gè)部分的值組合，得到最終的64位ID。

Go實(shí)現(xiàn)雪花算法的高并發(fā)ID生成器

package mainimport ( "fmt" "sync" "time")const ( workerBits     = 10 sequenceBits   = 12 workerMax      = -1 ^ (-1 << workerBits) sequenceMask   = -1 ^ (-1 << sequenceBits) timeShift      = workerBits + sequenceBits workerShift    = sequenceBits epoch          = 1609459200000)type Snowflake struct { mu          sync.Mutex lastTime    int64 workerID    int64 sequence    int64}func NewSnowflake(workerID int64) *Snowflake { if workerID < 0 || workerID > workerMax {  panic(fmt.Sprintf("worker ID must be between 0 and %d", workerMax)) } return &Snowflake{  lastTime: time.Now().UnixNano() / 1e6,  workerID: workerID,  sequence: 0, }}func (sf *Snowflake) NextID() int64 { sf.mu.Lock() defer sf.mu.Unlock() currentTime := time.Now().UnixNano() / 1e6 if currentTime < sf.lastTime {  panic(fmt.Sprintf("clock moved backwards, refusing to generate ID for %d milliseconds", sf.lastTime-currentTime)) } if currentTime == sf.lastTime {  sf.sequence = (sf.sequence + 1) & sequenceMask  if sf.sequence == 0 {   for currentTime <= sf.lastTime {    currentTime = time.Now().UnixNano() / 1e6   }  } } else {  sf.sequence = 0 } sf.lastTime = currentTime id := (currentTime-epoch)<<timeShift | (sf.workerID << workerShift) | sf.sequence return id}func main() { sf := NewSnowflake(1) // 假設(shè)工作節(jié)點(diǎn)ID為1 for i := 0; i < 10; i++ {  id := sf.NextID()  fmt.Println(id)  time.Sleep(time.Millisecond) }}

高并發(fā)下的唯一性和遞增性保障

在高并發(fā)場景下，保障雪花算法生成的ID唯一性和遞增性的關(guān)鍵在于：Qez28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 唯一性： 工作節(jié)點(diǎn)ID的設(shè)置保證了不同節(jié)點(diǎn)生成的ID不會(huì)沖突。序列號(hào)的自增和位運(yùn)算保證了同一毫秒內(nèi)生成的ID唯一。
2. 遞增性： 在同一毫秒內(nèi)生成的多個(gè)ID按序列號(hào)的遞增順序排列。即使在極端情況下，同一毫秒內(nèi)生成的ID數(shù)量超過了最大值，會(huì)等待下一毫秒重新開始，也保證了遞增性。

總體來說，雪花算法在高并發(fā)下是一個(gè)可靠的ID生成方案。它的高性能和低碰撞概率使得它在分布式系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。Qez28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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