UidGenerator 依然是以划分命名空间的方式将 64-bit位分割成多个部分,只不过它的默认划分方式有别于雪花算法 snowflake。它默认是由 1-28-22-13 的格式进行划分。可根据你的业务的情况和特点,自己调整各个字段占用的位数。
第1位仍然占用1bit,其值始终是0。
第2位开始的28位是时间戳,28-bit位可表示2^28个数,这里不再是以毫秒而是以秒为单位,每个数代表秒则可用(1L<<28)/ (360024365) ≈ 8.51 年的时间。
中间的 workId (数据中心+工作机器,可以其他组成方式)则由 22-bit位组成,可表示 2^22 = 4194304个工作ID。
最后由13-bit位构成自增序列,可表示2^13 = 8192个数。
其中 workId (机器 id),最多可支持约420w次机器启动。内置实现为在启动时由数据库分配(表名为 WORKER_NODE),默认分配策略为用后即弃,后续可提供复用策略。
DROP TABLE IF EXISTS WORKER_NODE; CREATE TABLE WORKER_NODE ( ID BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'auto increment id', HOST_NAME VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT 'host name', PORT VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT 'port', TYPE INT NOT NULL COMMENT 'node type: ACTUAL or CONTAINER', LAUNCH_DATE DATE NOT NULL COMMENT 'launch date', MODIFIED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT 'modified time', CREATED TIMESTAMP NOT NULL COMMENT 'created time', PRIMARY KEY(ID) ) COMMENT='DB WorkerID Assigner for UID Generator',ENGINE = INNODB; DefaultUidGenerator 实现DefaultUidGenerator 就是正常的根据时间戳和机器位还有序列号的生成方式,和雪花算法很相似,对于时钟回拨也只是抛异常处理。仅有一些不同,如以秒为为单位而不再是毫秒和支持Docker等虚拟化环境。
protected synchronized long nextId() { long currentSecond = getCurrentSecond(); // Clock moved backwards, refuse to generate uid if (currentSecond < lastSecond) { long refusedSeconds = lastSecond - currentSecond; throw new UidGenerateException("Clock moved backwards. Refusing for %d seconds", refusedSeconds); } // At the same second, increase sequence if (currentSecond == lastSecond) { sequence = (sequence + 1) & bitsAllocator.getMaxSequence(); // Exceed the max sequence, we wait the next second to generate uid if (sequence == 0) { currentSecond = getNextSecond(lastSecond); } // At the different second, sequence restart from zero } else { sequence = 0L; } lastSecond = currentSecond; // Allocate bits for UID return bitsAllocator.allocate(currentSecond - epochSeconds, workerId, sequence); }如果你要使用 DefaultUidGenerator 的实现方式的话,以上划分的占用位数可通过 spring 进行参数配置。
<bean lazy-init="false"> <property ref="disposableWorkerIdAssigner"/> <!-- Specified bits & epoch as your demand. No specified the default value will be used --> <property value="29"/> <property value="21"/> <property value="13"/> <property value="2016-09-20"/> </bean> CachedUidGenerator 实现而官方建议的性能较高的 CachedUidGenerator 生成方式,是使用 RingBuffer 缓存生成的id。数组每个元素成为一个slot。RingBuffer容量,默认为Snowflake算法中sequence最大值(2^13 = 8192)。可通过 boostPower 配置进行扩容,以提高 RingBuffer 读写吞吐量。
Tail指针、Cursor指针用于环形数组上读写slot:
Tail指针
表示Producer生产的最大序号(此序号从0开始,持续递增)。Tail不能超过Cursor,即生产者不能覆盖未消费的slot。当Tail已赶上curosr,此时可通过rejectedPutBufferHandler指定PutRejectPolicy
Cursor指针
表示Consumer消费到的最小序号(序号序列与Producer序列相同)。Cursor不能超过Tail,即不能消费未生产的slot。当Cursor已赶上tail,此时可通过rejectedTakeBufferHandler指定TakeRejectPolicy
CachedUidGenerator采用了双RingBuffer,Uid-RingBuffer用于存储Uid、Flag-RingBuffer用于存储Uid状态(是否可填充、是否可消费)。
由于数组元素在内存中是连续分配的,可最大程度利用CPU cache以提升性能。但同时会带来「伪共享」FalseSharing问题,为此在Tail、Cursor指针、Flag-RingBuffer中采用了CacheLine 补齐方式。
RingBuffer填充时机
初始化预填充
RingBuffer初始化时,预先填充满整个RingBuffer。