分布式唯一ID生成算法-雪花算法

简介:   在我们的工作中,数据库某些表的字段会用到唯一的,趋势递增的订单编号,我们将介绍两种方法,一种是传统的采用随机数生成的方式,另外一种是采用当前比较流行的“分布式唯一ID生成算法-雪花算法”来实现。  一、时间戳随机数生成唯一ID  我们写一个for循环,用  RandomUtil.generateOrderCode()生成1000个唯一ID,执行结果我们会发现出现重复的ID。

  在我们的工作中,数据库某些表的字段会用到唯一的,趋势递增的订单编号,我们将介绍两种方法,一种是传统的采用随机数生成的方式,另外一种是采用当前比较流行的“分布式唯一ID生成算法-雪花算法”来实现。

  一、时间戳随机数生成唯一ID

  我们写一个for循环,用

  RandomUtil.generateOrderCode()生成1000个唯一ID,执行结果我们会发现出现重复的ID。

  /**

  * 随机数生成util

  **/

  public class RandomUtil {

  private static final SimpleDateFormat dateFormatOne=new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmssSS");

  private static final ThreadLocalRandom random=ThreadLocalRandom.current();

  //生成订单编号-方式一

  public static String generateOrderCode(){

  //TODO:时间戳+N为随机数流水号

  return dateFormatOne.format(DateTime.now().toDate()) + generateNumber(4);

  }

  //N为随机数流水号

  public static String generateNumber(final int num){

  StringBuffer sb=new StringBuffer();

  for (int i=1;i<=num;i++){

  sb.append(random.nextInt(9));

  }

  return sb.toString();

  }

  }

  鉴于此种“基于随机数生成”的方式在高并发的场景下并不符合我们的要求,接下来,我们将介绍另外一种比较流行的、典型的方式,即“分布式唯一ID生成算法-雪花算法”来实现。

  对于“雪花算法”的介绍,各位小伙伴可以参考Github上的这一链接,我觉得讲得还是挺清晰的:

  github/souyunku/SnowFlake ,详细的Debug在这里就不赘述了,下面截取了部分概述:

  二、分布式唯一ID生成算法-雪花算法

  我们写一个for循环,用SNOW_FLAKE.nextId() 生成1000个唯一ID,发现不会出现重复的。

  /* 雪花算法

  */

  public class SnowFlake {

  //起始的时间戳

  private final static long START_STAMP=1480166465631L;

  //每一部分占用的位数

  private final static long SEQUENCE_BIT=12; //序列号占用的位数

  private final static long MACHINE_BIT=5; //机器标识占用的位数

  private final static long DATA_CENTER_BIT=5;//二手手游卖号数据中心占用的位数

  //每一部分的最大值

  private final static long MAX_DATA_CENTER_NUM=-1L ^ (-1L << DATA_CENTER_BIT);

  private final static long MAX_MACHINE_NUM=-1L ^ (-1L << MACHINE_BIT);

  private final static long MAX_SEQUENCE=-1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT);

  //每一部分向左的位移

  private final static long MACHINE_LEFT=SEQUENCE_BIT;

  private final static long DATA_CENTER_LEFT=SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;

  private final static long TIMESTAMP_LEFT=DATA_CENTER_LEFT + DATA_CENTER_BIT;

  private long dataCenterId; //数据中心

  private long machineId; //机器标识

  private long sequence=0L; //序列号

  private long lastStamp=-1L;//上一次时间戳

  public SnowFlake(long dataCenterId, long machineId) {

  if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_NUM || dataCenterId < 0) {

  throw new IllegalArgumentException("dataCenterId can't be greater than MAX_DATA_CENTER_NUM or less than 0");

  }

  if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {

  throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");

  }

  this.dataCenterId=dataCenterId;

  this.machineId=machineId;

  }

  //产生下一个ID

  public synchronized long nextId() {

  long currStamp=getNewStamp();

  if (currStamp < lastStamp) {

  throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");

  }

  if (currStamp==lastStamp) {

  //相同毫秒内,序列号自增

  sequence=(sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;

  //同一毫秒的序列数已经达到最大

  if (sequence==0L) {

  currStamp=getNextMill();

  }

  } else {

  //不同毫秒内,序列号置为0

  sequence=0L;

  }

  lastStamp=currStamp;

  return (currStamp - START_STAMP) << TIMESTAMP_LEFT //时间戳部分

  | dataCenterId << DATA_CENTER_LEFT //数据中心部分

  | machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分

  | sequence; //序列号部分

  }

  private long getNextMill() {

  long mill=getNewStamp();

  while (mill <=lastStamp) {

  mill=getNewStamp();

  }

  return mill;

  }

  private long getNewStamp() {

  return System.currentTimeMillis();

  }

  }

  综上,我们在高并发大量生成唯一ID时,避免生成重复ID,需要用第二种雪花算法生成。

目录
相关文章
|
2月前
|
负载均衡 算法 调度
基于遗传算法的新的异构分布式系统任务调度算法研究(Matlab代码实现)
基于遗传算法的新的异构分布式系统任务调度算法研究(Matlab代码实现)
143 11
|
2月前
|
算法 安全 Python
【顶级EI复现】分布式电源选址定容的多目标优化算法(Matlab代码实现)
【顶级EI复现】分布式电源选址定容的多目标优化算法(Matlab代码实现)
102 1
|
2月前
|
传感器 机器学习/深度学习 算法
【无人机编队】基于麻雀算法分布式无人机群自适应航迹规划和碰撞检测研究(Matlab代码实现)
【无人机编队】基于麻雀算法分布式无人机群自适应航迹规划和碰撞检测研究(Matlab代码实现)
|
2月前
|
并行计算 算法 调度
基于串行并行ADMM算法的主从配电网分布式优化控制研究(Matlab代码实现)
基于串行并行ADMM算法的主从配电网分布式优化控制研究(Matlab代码实现)
142 0
|
2月前
|
并行计算 算法 安全
【ADMM、碳排放】基于分布式ADMM算法的考虑碳排放交易的电力系统优化调度研究【IEEE6节点、IEEE30节点、IEEE118节点】(Matlab代码实现)
【ADMM、碳排放】基于分布式ADMM算法的考虑碳排放交易的电力系统优化调度研究【IEEE6节点、IEEE30节点、IEEE118节点】(Matlab代码实现)
125 0
|
3月前
|
运维 算法 5G
【优化管理】基于事件触发的弹性分布式能源管理算法研究(Matlab代码实现)
【优化管理】基于事件触发的弹性分布式能源管理算法研究(Matlab代码实现)
|
6月前
|
NoSQL 算法 安全
分布式锁—1.原理算法和使用建议
本文主要探讨了Redis分布式锁的八大问题,包括非原子操作、忘记释放锁、释放其他线程的锁、加锁失败处理、锁重入问题、锁竞争问题、锁超时失效及主从复制问题,并提供了相应的优化措施。接着分析了Redis的RedLock算法,讨论其优缺点以及分布式专家Martin对其的质疑。此外,文章对比了基于Redis和Zookeeper(zk)的分布式锁实现原理,包括获取与释放锁的具体流程。最后总结了两种分布式锁的适用场景及使用建议,指出Redis分布式锁虽有性能优势但模型不够健壮,而zk分布式锁更稳定但部署成本较高。实际应用中需根据业务需求权衡选择。
|
9月前
|
运维 NoSQL 算法
【📕分布式锁通关指南 04】redis分布式锁的细节问题以及RedLock算法原理
本文深入探讨了基于Redis实现分布式锁时遇到的细节问题及解决方案。首先,针对锁续期问题,提出了通过独立服务、获取锁进程自己续期和异步线程三种方式,并详细介绍了如何利用Lua脚本和守护线程实现自动续期。接着,解决了锁阻塞问题,引入了带超时时间的`tryLock`机制,确保在高并发场景下不会无限等待锁。最后,作为知识扩展,讲解了RedLock算法原理及其在实际业务中的局限性。文章强调,在并发量不高的场景中手写分布式锁可行,但推荐使用更成熟的Redisson框架来实现分布式锁,以保证系统的稳定性和可靠性。
485 0
【📕分布式锁通关指南 04】redis分布式锁的细节问题以及RedLock算法原理
|
10月前
|
存储 人工智能 算法
解锁分布式文件分享的 Java 一致性哈希算法密码
在数字化时代,文件分享成为信息传播与协同办公的关键环节。本文深入探讨基于Java的一致性哈希算法,该算法通过引入虚拟节点和环形哈希空间,解决了传统哈希算法在分布式存储中的“哈希雪崩”问题,确保文件分配稳定高效。文章还展示了Java实现代码,并展望了其在未来文件分享技术中的应用前景,如结合AI优化节点布局和区块链增强数据安全。
|
8月前
|
开发框架
osharp集成Yitter.IdGenerator并实现分布式ID
本文介绍了在 osharp 框架中集成 Yitter.IdGenerator 实现分布式 ID 的方法。osharp 是一个基于 .NET Core 的快速开发框架,而 Yitter.IdGenerator 是一种高效的分布式 ID 生成器。通过实现 `IKeyGenerator&lt;long&gt;` 接口并创建 `YitterSnowKeyGenerator` 类,结合 `YitterIdGeneratorPack` 模块化配置,实现了分布式环境下唯一 ID 的生成。
170 0