分布式ID系列(5)——Twitter的雪法算法Snowflake适合做分布式ID吗 (2)

执行结果如下所示,此时我们可以看到,不仅可以可以把分布式id给创建处理,而且可以把这个创建的时间也打印出来,此时就可以满足我们的分布式id的创建了

6566884785623400448 分布式id-6566884785623400448生成的时间是:2019-08-13 6566884785812144128 分布式id-6566884785812144128生成的时间是:2019-08-13 6566884785812144129 分布式id-6566884785812144129生成的时间是:2019-08-13 6566884785812144130 分布式id-6566884785812144130生成的时间是:2019-08-13 6566884785812144131 分布式id-6566884785812144131生成的时间是:2019-08-13 6566884785812144132 分布式id-6566884785812144132生成的时间是:2019-08-13 6566884785816338432 分布式id-6566884785816338432生成的时间是:2019-08-13 6566884785816338433 分布式id-6566884785816338433生成的时间是:2019-08-13 6566884785816338434 分布式id-6566884785816338434生成的时间是:2019-08-13 6566884785816338435 分布式id-6566884785816338435生成的时间是:2019-08-13 缩小版Snowflake算法生成分布式id

因为Snowflake算法的极限是每毫秒的每一个节点生成4059个id值,也就是说每毫秒的极限是生成023*4059=4 152 357个id值,这样生成id值的速度对于twitter公司来说是很符合标准的(毕竟人家公司大嘛),但是对于咱们中小公司来说是不需要的,所以我们可以根据Snowflake算法来修改一下分布式id的创建,让每秒创建的id少一些,但是把可以使用的时间扩大一些

这里我看廖雪峰老师的文章之后,采用了53位作为分布式id值的位数,因为如果后端和前端的JavaScript打交道的话,由于JavaScript支持的最大整型就是53位,超过这个位数,JavaScript将丢失精度。因此,使用53位整数可以直接由JavaScript读取,而超过53位时,就必须转换成字符串才能保证JavaScript处理正确,所以我们的分布式id就用53位来生成

这53位里面,第一位还是0,然后剩下的52位,33位作为秒数,4位作为节点数,15位作为每一个节点在每一秒的生成序列值

33位的二进制111111111111111111111111111111111转换成10进制的秒就是8589934591,然后我们把 8589934591转换成时间就是2242-03-16,也就是说可以用220年的,足够我们的使用了

然后4位节点,所以最多就是4位的1111,也就是最多可以支持15个节点,

然后15位表示每一个节点每一秒自增序列值,这里最多就是10位的11111111111111111,也就是说每一个节点可以每一秒可以最多生成131071个不重复id值

这样算起来,就是说每一秒每一个节点生成131071个不重复的节点,所以极限就是每秒生成15*131071=1 966 065个分布式id,够我们在开发里面的日常使用了

所以代码就可以变成下面这样,这里主要讲一下下面的nextId()方法,
首先蓝色代码是获取当前秒,然后进行校验,就是把当前时间和上一个时间戳进行比较,如果当前时间比上一个时间戳要小,那就说明系统时钟回退,所以此时应该抛出异常
然后是下面的红色代码,首先如果是同一秒生成的,那么就把这一秒的生成序列id值一直增加,一直增加到131071个,如果在增加,那么下面的红色代码里面的sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;的值就会是0,那么就会执行红色代码里面的tilNextMillis()方法进行阻塞,直到获取到下一秒继续执行
然后下面的绿色代码表示每一秒过去之后,都要把这个生成序列的id值都变成0,这样在新的一秒里面就可以在继续生成1到131071个分布式id值了
然后下面的黄色代码就是把咱们的秒,节点值,节点每秒生成序列id值加起来组成一个分布式id返回

package com.hello; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; public class Test { /** * 开始时间截 (1970-01-01) */ private final long twepoch = 0L; /** * 机器id,范围是1到15 */ private final long workerId; /** * 机器id所占的位数,占4位 */ private final long workerIdBits = 4L; /** * 支持的最大机器id,结果是15 */ private final long maxWorkerId = ~(-1L << workerIdBits); /** * 生成序列占的位数 */ private final long sequenceBits = 15L; /** * 机器ID向左移15位 */ private final long workerIdShift = sequenceBits; /** * 生成序列的掩码,这里为最大是32767 (1111111111111=32767) */ private final long sequenceMask = ~(-1L << sequenceBits); /** * 时间截向左移19位(4+15) */ private final long timestampLeftShift = 19L; /** * 秒内序列(0~32767) */ private long sequence = 0L; /** * 上次生成ID的时间截 */ private long lastTimestamp = -1L; public Test(long workerId) { if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) { throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId)); } this.workerId = workerId; } /** * 获得下一个ID (该方法是线程安全的) * * @return SnowflakeId */ public synchronized long nextId() { //蓝色代码注释开始 long timestamp = timeGen(); //如果当前时间小于上一次ID生成的时间戳,说明系统时钟回退过这个时候应当抛出异常 if (timestamp < lastTimestamp) { throw new RuntimeException( String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp)); } //蓝色代码注释结束 //红色代码注释开始 //如果是同一时间生成的,则进行秒内序列 if (lastTimestamp == timestamp) { sequence = (sequence + 1) & sequenceMask; //秒内序列溢出 if (sequence == 0) { //阻塞到下一个秒,获得新的秒值 timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp); } //时间戳改变,秒内序列重置 } //红色代码注释结束 //绿色代码注释开始 else { sequence = 0L; } //绿色代码注释结束 //上次生成ID的时间截 lastTimestamp = timestamp; //黄色代码注释开始 //移位并通过或运算拼到一起组成53 位的ID return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) | (workerId << workerIdShift) | sequence; //黄色代码注释结束 } /** * 阻塞到下一个秒,直到获得新的时间戳 * * @param lastTimestamp 上次生成ID的时间截 * @return 当前时间戳 */ protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) { long timestamp = timeGen(); while (timestamp <= lastTimestamp) { timestamp = timeGen(); } return timestamp; } /** * 返回以秒为单位的当前时间 * * @return 当前时间(秒) */ protected long timeGen() { return System.currentTimeMillis()/1000L; } public static void parseId(long id) { long second = id >>> 19; System.err.println("分布式id-"+id+"生成的时间是:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date(second*1000))); } public static void main(String[] args) { Test idWorker = new Test(0); for (int i = 0; i < 10; i++) { long id = idWorker.nextId(); System.out.println(id); parseId(id); } } }

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