全局惟一ID生成器(Snowflake ID組成) 分析

 

Snowflake ID組成

Snowflake ID有64bits長，由如下三部分組成：

• time—42bits,精確到ms，那就意味着其能夠表示長達(2^42-1)/(1000360024*365)=139.5年，另外使用者能夠本身定義一個開始紀元（epoch)，而後用(當前時間-開始紀元）算出time，這表示在time這個部分在140年的時間裏是不會重複的，官方文檔在這裏寫成了41bits，應該是寫錯了。另外，這裏用time還有一個很重要的緣由，就是能夠直接更具time進行排序，對於twitter這種更新頻繁的應用，時間排序就顯得尤其重要了。

• machine id—10bits,該部分其實由datacenterId和workerId兩部分組成，這兩部分是在配置文件中指明的。

  • datacenterId的做用(我的見解)

    1.方便搭建多個生成uid的service，並保證uid不重複，好比在datacenter0將機器0，1，2組成了一個生成uid的service，而datacenter1此時也須要一個生成uid的service，從本中心獲取uid顯然是最快最方便的，那麼它能夠在本身中心搭建，只要保證datacenterId惟一。若是沒有datacenterId，即用10bits，那麼在搭建一個新的service前必須知道目前已經在用的id，不然不能保證生成的id惟一，好比搭建的兩個uid service中都有machine id爲100的機器，若是其server時間相同，那麼產生相同id的狀況不可避免。

    2.加快server啓動速度。啓動一臺uid server時，會去檢查zk同workerId目錄中其餘機器的狀況，如其在zk上註冊的id和向它請求返回的work_id是否相同，是否處同一個datacenter下，另外還會檢查該server的時間與目前已有機器的平均時間偏差是否在10s範圍內等，這些檢查是會耗費必定時間的。將一個datacenter下的機器數限制在32臺(5bits)之內，在必定程度上也保證了server的啓動速度。

  • workerId是實際server機器的代號，最大到32，同一個datacenter下的workerId是不能重複的。它會被註冊到zookeeper上，確保workerId未被其餘機器佔用，並將host:port值存入，註冊成功後就能夠對外提供服務了。

• sequence id —12bits,該id能夠表示4096個數字，它是在time相同的狀況下，遞增該值直到爲0，即一個循環結束，此時便只能等到下一個ms到來，通常狀況下4096/ms的請求是不太可能出現的，因此足夠使用了。

Snowflake ID即是經過這三部分實現了UID的產生，策略也並不複雜。下面咱們來看看它的一些關鍵源碼

 

/**
* 核心代碼就是毫秒級時間41位+機器ID 10位+毫秒內序列12位
* */

public class IdWorker {

private long workerId; 
private long datacenterId; 
private long sequence = 0L; 

private long twepoch = 1288834974657L; 

private long workerIdBits = 5L; 
private long datacenterIdBits = 5L; 
private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits); 
private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits); 
private long sequenceBits = 12L; 

private long workerIdShift = sequenceBits; 
private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits; 
private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits; 
private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits); 

private long lastTimestamp = -1L; 

public IdWorker(long workerId, long datacenterId) { 
// sanity check for workerId 
if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) { 
throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId)); 
} 
if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) { 
throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId)); 
} 
this.workerId = workerId; 
this.datacenterId = datacenterId; 
} 

public synchronized long nextId() { 
long timestamp = timeGen(); 

if (timestamp < lastTimestamp) { 
System.out.println("clock is moving backwards. Rejecting requests until "+lastTimestamp);
throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp)); 
} 

if (lastTimestamp == timestamp) { 
sequence = (sequence + 1) & sequenceMask; 
if (sequence == 0) { 
timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp); 
} 
} else { 
sequence = 0L; 
} 

lastTimestamp = timestamp; 

return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) | (datacenterId << datacenterIdShift) | (workerId << workerIdShift) | sequence; 
} 

protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) { 
long timestamp = timeGen(); 
while (timestamp <= lastTimestamp) { 
timestamp = timeGen(); 
} 
return timestamp; 
} 

protected long timeGen() { 
return System.currentTimeMillis(); 
} 
}

 

 

原文：https://www.cnblogs.com/dayhand/p/3851248.html