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。

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