淺談Java生成唯一標(biāo)識(shí)碼的三種方式
前言
我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景,需要生成一個(gè)唯一的序列號(hào)來(lái)表明某一個(gè)數(shù)據(jù)的唯一性,在單節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用中我們可以簡(jiǎn)單地使用一個(gè)自增的整型來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn),但是在分布式情況下這個(gè)方式卻存在沖突的可能性,那么有什么辦法我們可以生成一個(gè)唯一的序列號(hào)呢,并且如果想使得這個(gè)序列號(hào)也能展示一些業(yè)務(wù)信息呢?
正文
UUID實(shí)現(xiàn)唯一標(biāo)識(shí)碼
UUID 的目的是讓分布式系統(tǒng)中的所有元素,都能有唯一的辨識(shí)資訊,而不需要透過(guò)中央控制端來(lái)做辨識(shí)資訊的指定。如此一來(lái),每個(gè)人都可以建立不與其它人沖突的 UUID
(通用唯一標(biāo)識(shí)碼)。
UUID的組成:
- 當(dāng)前日期和時(shí)間。
- 時(shí)鐘序列(數(shù)值 按其發(fā)生的先后順序而排列的數(shù)列)
- 全局唯一的
IEEE
機(jī)器識(shí)別號(hào)。
UUID雖然可以保證全局唯一,但是它占用32位(十進(jìn)制),而且是無(wú)序的,入庫(kù)時(shí)性能比較差。這是因?yàn)椋P(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的索引都是B+
樹結(jié)構(gòu), 如果我們按照ID
遞增的順序,新的結(jié)點(diǎn)會(huì)插入到最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)后面去,當(dāng)最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)滿了,會(huì)裂變出新的結(jié)點(diǎn)。但如果是插入無(wú)序的,不僅會(huì)導(dǎo)致中間結(jié)點(diǎn)的裂變,還會(huì)產(chǎn)生很多不飽和節(jié)點(diǎn),導(dǎo)致性能降低。
UUIDStringUtils:生成UUID
唯一標(biāo)示碼的工具類
public class UUIDStringUtils { public static String randomUUID() { UUID uuid = UUID.randomUUID(); return uuid.toString().replace("-", "").toUpperCase(); } }
驗(yàn)證方法
@org.junit.Test public void test(){ System.out.println("通過(guò)UUID的方式生成的唯一序列號(hào)"+UUIDStringUtils.randomUUID()); }
運(yùn)行結(jié)果如下:
SnowFlake實(shí)現(xiàn)唯一標(biāo)識(shí)碼
SnowFlake算法:分布式系統(tǒng)中生成全局唯一且趨勢(shì)遞增的Id
.
總共64位2進(jìn)制,換成十進(jìn)制為18位
- 第一部分: 1位,始終為0.
- 第二部分:41位,精確為毫秒的時(shí)間戳。
- 第三部分:10位,機(jī)器碼
- 第四部分:12位,序列號(hào)
snowflake的優(yōu)點(diǎn):
- 是按
ID
遞增,易于插入到數(shù)據(jù)庫(kù) - 不依賴數(shù)據(jù)庫(kù),在內(nèi)存中生成,性能好
SnowflakeIdWorker:生成SnowFlake
唯一標(biāo)識(shí)碼的工具類
public class SnowflakeIdWorker { // ==============================Fields=========================================== /** 開始時(shí)間截 (2015-01-01) */ private final long twepoch = 1420041600000L; /** 機(jī)器id所占的位數(shù) */ private final long workerIdBits = 5L; /** 數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)id所占的位數(shù) */ private final long datacenterIdBits = 5L; /** 支持的最大機(jī)器id,結(jié)果是31 (這個(gè)移位算法可以很快的計(jì)算出幾位二進(jìn)制數(shù)所能表示的最大十進(jìn)制數(shù)) */ private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits); /** 支持的最大數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)id,結(jié)果是31 */ private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits); /** 序列在id中占的位數(shù) */ private final long sequenceBits = 12L; /** 機(jī)器ID向左移12位 */ private final long workerIdShift = sequenceBits; /** 數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)id向左移17位(12+5) */ private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits; /** 時(shí)間截向左移22位(5+5+12) */ private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits; /** 生成序列的掩碼,這里為4095 (0b111111111111=0xfff=4095) */ private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits); /** 工作機(jī)器ID(0~31) */ private long workerId; /** 數(shù)據(jù)中心ID(0~31) */ private long datacenterId; /** 毫秒內(nèi)序列(0~4095) */ private long sequence = 0L; /** 上次生成ID的時(shí)間截 */ private long lastTimestamp = -1L; //==============================Constructors===================================== /** * 構(gòu)造函數(shù) * @param workerId 工作ID (0~31) * @param datacenterId 數(shù)據(jù)中心ID (0~31) */ public SnowflakeIdWorker(long workerId, long datacenterId) { 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; } // ==============================Methods========================================== /** * 獲得下一個(gè)ID (該方法是線程安全的) * @return SnowflakeId */ public synchronized long nextId() { long timestamp = timeGen(); //如果當(dāng)前時(shí)間小于上一次ID生成的時(shí)間戳,說(shuō)明系統(tǒng)時(shí)鐘回退過(guò)這個(gè)時(shí)候應(yīng)當(dāng)拋出異常 if (timestamp < lastTimestamp) { throw new RuntimeException( String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp)); } //如果是同一時(shí)間生成的,則進(jìn)行毫秒內(nèi)序列 if (lastTimestamp == timestamp) { sequence = (sequence + 1) & sequenceMask; //毫秒內(nèi)序列溢出 if (sequence == 0) { //阻塞到下一個(gè)毫秒,獲得新的時(shí)間戳 timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp); } } //時(shí)間戳改變,毫秒內(nèi)序列重置 else { sequence = 0L; } //上次生成ID的時(shí)間截 lastTimestamp = timestamp; //移位并通過(guò)或運(yùn)算拼到一起組成64位的ID return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) // | (datacenterId << datacenterIdShift) // | (workerId << workerIdShift) // | sequence; } /** * 阻塞到下一個(gè)毫秒,直到獲得新的時(shí)間戳 * @param lastTimestamp 上次生成ID的時(shí)間截 * @return 當(dāng)前時(shí)間戳 */ protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) { long timestamp = timeGen(); while (timestamp <= lastTimestamp) { timestamp = timeGen(); } return timestamp; } /** * 返回以毫秒為單位的當(dāng)前時(shí)間 * @return 當(dāng)前時(shí)間(毫秒) */ protected long timeGen() { return System.currentTimeMillis(); } //==============================Test============================================= /** 測(cè)試 */ public static void main(String[] args) { SnowflakeIdWorker idWorker = new SnowflakeIdWorker(0, 0); for (int i = 0; i < 1000; i++) { long id = idWorker.nextId(); //轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 System.out.println(Long.toBinaryString(id)); System.out.println(id); } } }
驗(yàn)證方法
@org.junit.Test public void test2(){ SnowflakeIdWorker idWorker = new SnowflakeIdWorker(0, 0); long id = idWorker.nextId(); System.out.println("通過(guò)SnowFlake的方式生成的唯一序列號(hào)"+Long.toBinaryString(id) ); }
運(yùn)行結(jié)果如下:
通過(guò)時(shí)間工具生成帶有業(yè)務(wù)標(biāo)示的唯一標(biāo)識(shí)碼
事實(shí)上,很多情況下在高并發(fā)沒有那么多的情況,并且我們需要通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)碼獲取一些簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)信息時(shí),可以使用Java
自帶的時(shí)間工具類生成一個(gè)帶有業(yè)務(wù)標(biāo)示的唯一標(biāo)識(shí)碼。
OrderNoUtils:生成帶有業(yè)務(wù)標(biāo)示的唯一標(biāo)識(shí)碼的工具類
public class OrderNoUtils { private OrderNoUtils() { throw new IllegalStateException("Utility class"); } /** * 生成訂單號(hào) * * @param productNo * 手機(jī)號(hào) * @return */ public static String createOrderNo(String productNo) { return DateTimeUtils.getTodayChar14() + productNo + RandomNumberUtil.createRandomNumber(6); } /** * @param productNo * 手機(jī)號(hào) * @return */ public static String createVipBizNo(String productNo) { return "VIP" + DateTimeUtils.getTodayChar14() + productNo + RandomNumberUtil.createRandomNumber(4); } /** * 生成流水號(hào) * @param identifier * @param randomLength * @return */ public static String createRequestNo(String identifier,int randomLength) { return DateTimeUtils.getTodayChar17() + identifier + RandomNumberUtil.createRandomNumber(randomLength); } }
RandomNumberUtil:生成隨機(jī)數(shù)的工具類
public class RandomNumberUtil { private RandomNumberUtil() { } public static String createRandomNumber(int length) { StringBuilder strBuffer = new StringBuilder(); Random rd = new Random(); for (int i = 0; i < length; i++) { strBuffer.append(rd.nextInt(10)); } return strBuffer.toString(); } }
DateTimeUtils:時(shí)間工具類
public class DateTimeUtils { // private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DateTimeUtils.class); private static List<String> dateFormatPattern = new ArrayList<String>(); private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(); static { dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.S z"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd G HH:mm:ss.S z"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.S 'UTC'"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd G HH:mm:ss.S 'UTC'"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.S z"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.S a"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ssz"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss z"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ss 'UTC'"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SX"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ssX"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd'T'HH:mmX"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd HH:mm:ssa"); dateFormatPattern.add("yyyy/MM/dd"); dateFormatPattern.add("yyyy/M/d"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd"); dateFormatPattern.add("yyyy-M-d"); dateFormatPattern.add("yyyy/M/d"); dateFormatPattern.add("yyyy年M月d日"); dateFormatPattern.add("yyyy年MM月dd日"); dateFormatPattern.add("yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSS+0800"); } // 格式:中文星期 private final static String[] FORMAT_WEEK_CHINESE_SIMPLE = {"周日", "周一", "周二", "周三", "周四", "周五", "周六"}; // 格式:中文星期 private final static String[] FORMAT_WEEK_CHINESE = {"星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五", "星期六"}; // 格式:英文格式簡(jiǎn)寫 private final static String[] FORMAT_WEEK_ENGLISH_SIMPLE = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"}; // 格式:英文全稱 private final static String[] FORMAT_WEEK_ENGLISH = {"Sun", " Mon", " Tue", " Wed", " Thu", " Fri", " Sat"}; /** * 獲取今日年份 * * @return yyyy */ public static String getCurrentYear() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyy"); } /** * 獲取今日月份 * * @return MM */ public static String getCurrentMonth() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "MM"); } /** * 獲取今日日期 * * @return dd */ public static String getTodayDay() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "dd"); } /** * 返回年月 * * @return yyyyMM */ public static String getTodayChar6() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMM"); } /** * 返回年月日 * * @return yyyyMMdd */ public static String getTodayChar8() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMdd"); } /** * 返回 年月日小時(shí)分 * * @return yyyyMMddHHmm */ public static String getTodayChar12() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMddHHmm"); } /** * 返回 年月日小時(shí)分秒 * * @return yyyyMMddHHmmss */ public static String getTodayChar14() { return DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMddHHmmss"); } /** * 返回 年月日小時(shí)分秒 毫秒 * * @return yyyyMMddHHmmssS */ public static String getTodayChar17() { String dateString = DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMddHHmmssS"); int length = dateString.length(); if (length < 17) { String endStr = dateString.substring(14, length); int len = endStr.length(); for (int i = 0; i < 3 - len; i++) { endStr = "0" + endStr; } dateString = dateString.substring(0, 14) + endStr; } return dateString; } /** * 返回本地系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間戳 * * @return */ public static long getSysCurrentTimeMillis() { return System.currentTimeMillis(); } /** * 日期格式轉(zhuǎn)換 * * @param timeMillis * @param format * @return */ public static String convertTimeFormat(long timeMillis, String format) { return DateFormatUtils.format(timeMillis, format); } /** * 返回當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間 * * @return yyyy-MM-dd HH:mm:ss */ public static String getSystemTime() { Calendar theCa = Calendar.getInstance(); theCa.setTime(new Date()); return DateFormatUtils.format(theCa.getTime(), "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); } /** * 獲取今天星期幾 * * @param type 默認(rèn)值1:中文(周一);2:中文(星期一);3:英文縮寫(Mon);4:英文全稱(Monday) * @return */ public static String getWeekName(int type) { String strResult = " "; try { Calendar calendar = Calendar.getInstance(); int intWeekNum = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK); intWeekNum = intWeekNum - 1; if (type == 1) { strResult = FORMAT_WEEK_CHINESE_SIMPLE[intWeekNum]; } else if (type == 2) { strResult = FORMAT_WEEK_CHINESE[intWeekNum]; } else if (type == 3) { strResult = FORMAT_WEEK_ENGLISH_SIMPLE[intWeekNum]; } else if (type == 4) { strResult = FORMAT_WEEK_ENGLISH[intWeekNum]; } else { strResult = FORMAT_WEEK_CHINESE_SIMPLE[intWeekNum]; } } catch (Exception ex) { strResult = " "; } return strResult; } /** * 獲取當(dāng)前月天數(shù) * * @return */ public static int getCurrentMonthDays() { Calendar a = Calendar.getInstance(); a.set(Calendar.DATE, 1);// 把日期設(shè)置為當(dāng)月第一天 a.roll(Calendar.DATE, -1);// 日期回滾一天,也就是最后一天 return a.get(Calendar.DATE); } /** * 判斷當(dāng)前時(shí)間是否在兩個(gè)時(shí)間之間(區(qū)間都不包含) * * @param startTime 開始時(shí)間 (格式y(tǒng)yyyMMdd24HHmmss)20160229160354 * @param endTime 結(jié)束時(shí)間(格式y(tǒng)yyyMMdd24HHmmss)20160229160354 * @return * @Auth NZF 2016-02-29 */ public static boolean isBetweenTwoTimes(String startTime, String endTime) { //當(dāng)前時(shí)間 long nowTime = Long.parseLong(DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMddHHmmss")); if (StringUtils.isBlank(startTime) || StringUtils.isBlank(endTime)) { return false; } if (Long.parseLong(startTime) < nowTime && nowTime < Long.parseLong(endTime)) { return true; } return false; } /** * 17位格式判斷當(dāng)前時(shí)間是否在兩個(gè)時(shí)間之間(區(qū)間都不包含) * * @param startTime 開始時(shí)間 (格式y(tǒng)yyyMMddHHmmssS)20160724111924116 * @param endTime 結(jié)束時(shí)間(格式y(tǒng)yyyMMdd24HHmmss)20160724111924116 * @return * @Auth NZF 2016-02-29 */ public static boolean isBetweenTwoTimes17(String startTime, String endTime) { //當(dāng)前時(shí)間 long nowTime = Long.parseLong(DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMddHHmmssS")); if (StringUtils.isBlank(startTime) || StringUtils.isBlank(endTime)) { return false; } if (Long.parseLong(startTime) < nowTime && nowTime < Long.parseLong(endTime)) { return true; } return false; } /* * 設(shè)置有效時(shí)間至次日00:05:00 */ public static long getTodayExpireTime() { Calendar calendar = Calendar.getInstance(); String date = DateTimeUtils.getTodayChar8(); calendar.set(Calendar.YEAR, Integer.parseInt(date.substring(0, 4))); calendar.set(Calendar.MONTH, Integer.parseInt(date.substring(4, 6)) - 1); calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, Integer.parseInt(date.substring(6, 8)) + 1); calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 00); calendar.set(Calendar.MINUTE, 05); calendar.set(Calendar.SECOND, 00); Calendar ccalendar = Calendar.getInstance();// 當(dāng)前時(shí)間 ccalendar.setTime(new Date()); return calendar.getTimeInMillis() - ccalendar.getTimeInMillis(); } /** * 失效時(shí)間至月底 * * @return */ public static long getMonthExpireTime() { Calendar calendar = Calendar.getInstance(); String date = DateTimeUtils.getTodayChar8(); calendar.set(Calendar.YEAR, Integer.parseInt(date.substring(0, 4))); calendar.set(Calendar.MONTH, Integer.parseInt(date.substring(4, 6)) - 1); calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, calendar.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)); calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 23); calendar.set(Calendar.MINUTE, 59); calendar.set(Calendar.SECOND, 59); Calendar ccalendar = Calendar.getInstance();// 當(dāng)前時(shí)間 ccalendar.setTime(new Date()); return calendar.getTimeInMillis() - ccalendar.getTimeInMillis(); } /** * 永久有效(方法中實(shí)現(xiàn)使用1年有效時(shí)長(zhǎng)) * * @return */ public static long getOneYearExpireTime() { Calendar calendar = Calendar.getInstance(); String date = DateTimeUtils.getTodayChar8(); calendar.set(Calendar.YEAR, Integer.parseInt(date.substring(0, 4)) + 1); calendar.set(Calendar.MONTH, Integer.parseInt(date.substring(4, 6)) - 1); calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, calendar.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)); calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 00); calendar.set(Calendar.MINUTE, 00); calendar.set(Calendar.SECOND, 00); Calendar ccalendar = Calendar.getInstance();// 當(dāng)前時(shí)間 ccalendar.setTime(new Date()); return calendar.getTimeInMillis() - ccalendar.getTimeInMillis(); } public static Date formatDate(String date){ Date result = null; fp : for (String formatPattern : dateFormatPattern) { try { simpleDateFormat.applyPattern(formatPattern); result = simpleDateFormat.parse(date); if (result != null) { break fp; } } catch (ParseException e) { // e.printStackTrace(); //logger.info(date + " format fail"); } } return result; } }
驗(yàn)證方法
@org.junit.Test public void test3(){ System.out.println("通過(guò)時(shí)間工具的方式生成的唯一序列號(hào):"+ OrderNoUtils.createOrderNo("13012345678")); }
運(yùn)行結(jié)果如下:
到此這篇關(guān)于淺談Java生成唯一標(biāo)識(shí)碼的三種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java生成唯一標(biāo)識(shí)碼內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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