Python利用雪花算法實(shí)現(xiàn)生成唯一ID
雪花算法是在一個(gè)項(xiàng)目體系中生成全局唯一ID標(biāo)識(shí)的一種方式,偶然間看到了Python使用雪花算法不盡感嘆真的是太便捷了。
它生成的唯一ID的規(guī)則也是通過(guò)常用的時(shí)間戳來(lái)統(tǒng)計(jì)的,但是計(jì)算方式卻更為精準(zhǔn)。除此之外,再配合上不同機(jī)器屬性分布式的使用就可以使生成的ID在整個(gè)單擊或是分布式項(xiàng)目保持唯一性。
雪花算法通過(guò)時(shí)間規(guī)則,以二進(jìn)制的方式將進(jìn)行時(shí)間戳以及機(jī)器屬性等信息的填充,所以生成后的唯一ID是按照時(shí)間遞增的規(guī)律來(lái)排列的。為了形成對(duì)比,下面先看看在Java開(kāi)發(fā)中的雪花算法是如何生成唯一ID的。
package?utils; public?class?Snowflake?{ ????/**?開(kāi)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; ????public?Snowflake(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; ????} ????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; ????} ????protected?long?tilNextMillis(long?lastTimestamp)?{ ????????long?timestamp?=?timeGen(); ????????while?(timestamp?<=?lastTimestamp)?{ ????????????timestamp?=?timeGen(); ????????} ????????return?timestamp; ????} ????protected?long?timeGen()?{ ????????return?System.currentTimeMillis(); ????} ????public?static?void?main(String[]?args)?{ ????????Snowflake?idWorker?=?new?Snowflake(0,?0); ????????for?(int?i?=?0;?i?<?100;?i++)?{ ????????????long?id?=?idWorker.nextId(); ????????????System.out.println(Long.toBinaryString(id)); ????????????System.out.println(id); ????????} ????} }
通過(guò)上述的Java代碼塊就能生成100個(gè)唯一的ID,并且在Java代碼塊中定義生成ID時(shí)各種屬性信息,大概有100行代碼左右,我截取了生成唯一ID的部分結(jié)果來(lái)展示。
111001000000000011001001011001011010110000000000000000010111
1026834554947633175
111001000000000011001001011001011010110000000000000000011000
1026834554947633176
111001000000000011001001011001011011000000000000000000000000
1026834554951827456
111001000000000011001001011001011011000000000000000000000001
1026834554951827457
這樣的代碼塊可能使用C++的方式實(shí)現(xiàn)的話過(guò)程可能更為復(fù)雜,相比之下Python開(kāi)發(fā)的話比較簡(jiǎn)單,因?yàn)榇罄袀円呀?jīng)將一些復(fù)雜的東西都寫好了,我們經(jīng)常只需要直接調(diào)用即可,這里說(shuō)明一下不同編程語(yǔ)言都是我們做業(yè)務(wù)的一種工具,都有自己誕生的使命。
接下來(lái),我們使用python調(diào)用第三方模塊的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)雪花算法,具體使用python實(shí)現(xiàn)雪花算法生成唯一ID的思路肯定和Java也是相似的。
在python中,大佬們已經(jīng)封裝了pysnowflake的python非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),這也是python之所以方便的原因,通過(guò)pip的方式將其安裝完成就能大顯身手了。
pip?install?pysnowflake?-i?https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/
安裝完成之后需要啟動(dòng)雪花算法生成唯一ID的服務(wù),并且可以定義工作的數(shù)量,這里我們將工作數(shù)量定義為1啟動(dòng)服務(wù)。
將snowflake.client導(dǎo)入到代碼塊中,相當(dāng)于我們作為客戶端去訪問(wèn)服務(wù)端就會(huì)直接生成唯一ID。
#?Importing?the?`snowflake.client`?module. import?snowflake.client #?Calling?the?`get_guid()`?function?from?the?`snowflake.client`?module. uuid?=?snowflake.client.get_guid() #?Printing?the?value?of?the?`uuid`?variable. print(uuid) #?Printing?the?binary?representation?of?the?`uuid`?variable. print(bin(uuid)) #?4674877370191056897 #?0b100000011100000100000000011001100011010110000000001000000000001
到此這篇關(guān)于Python利用雪花算法實(shí)現(xiàn)生成唯一ID的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python雪花算法生成唯一ID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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