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SpringBoot自定義雪花算法生成ID的實(shí)現(xiàn)示例

 更新時(shí)間:2025年04月25日 09:57:22   作者:灰_灰丶灰  
雪花算法是一種生成唯一ID的分布式算法,它能生成不重復(fù)的、有時(shí)間順序的全局唯一ID,本文主要介紹了SpringBoot自定義雪花算法生成ID的實(shí)現(xiàn)示例,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

雪花算法(Snowflake)是一種生成唯一ID的分布式算法,由Twitter推出。它能生成不重復(fù)的、有時(shí)間順序的全局唯一ID。一個(gè)典型的Snowflake ID由64位組成,通常劃分如下:

  • 1位符號(hào)位(始終為0,表示正數(shù))
  • 41位時(shí)間戳(毫秒級(jí),表示當(dāng)前時(shí)間相對于某個(gè)開始時(shí)間的偏移)
  • 10位機(jī)器標(biāo)識(shí)(通常分為數(shù)據(jù)中心ID和機(jī)器ID)
  • 12位序列號(hào)(表示毫秒內(nèi)的計(jì)數(shù)器)

下面是一個(gè)自定義的雪花算法來生成唯一的ID。這個(gè)實(shí)現(xiàn)類似于Twitter的Snowflake算法,并考慮到了線程安全。

public class SnowflakeIDGenerator {

    // 起始時(shí)間戳(2020-01-01 00:00:00)
    private final long twepoch = 1577836800000L;

    // 每部分占用的位數(shù)
    private final long workerIdBits = 5L;
    private final long datacenterIdBits = 5L;
    private final long sequenceBits = 12L;

    // 最大值
    private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);

    // 位移
    private final long workerIdShift = sequenceBits;
    private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;

    // 掩碼
    private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);

    private long workerId;
    private long datacenterId;
    private long sequence = 0L;
    private long lastTimestamp = -1L;

    public SnowflakeIDGenerator(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();

        if (timestamp < 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();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SnowflakeIDGenerator generator = new SnowflakeIDGenerator(1, 1);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(generator.nextId());
        }
    }
}

說明

  • 初始化參數(shù):

    • twepoch:自定義的起始時(shí)間戳(可以是任意過去的時(shí)間),確保生成的ID是唯一且有序的。
    • workerIdBits 和 datacenterIdBits:分別表示工作節(jié)點(diǎn)ID和數(shù)據(jù)中心ID的位數(shù)(通常為5位)。
    • sequenceBits:表示序列號(hào)的位數(shù)(通常為12位)。
  • 最大值計(jì)算:

    • maxWorkerId 和 maxDatacenterId:根據(jù)位數(shù)計(jì)算出的最大值,確保ID在合理范圍內(nèi)。
  • 位移量:

    • workerIdShiftdatacenterIdShifttimestampLeftShift:用于將各部分?jǐn)?shù)據(jù)移到正確的位置。
  • 掩碼:

    • sequenceMask:確保序列號(hào)在0到4095之間循環(huán)。
  • 方法:

    • nextId:生成唯一ID,使用同步塊確保線程安全。
    • tilNextMillis:等待直到下一毫秒。
    • timeGen:獲取當(dāng)前時(shí)間戳。

使用示例

運(yùn)行上述代碼,你會(huì)看到生成的唯一ID,它們是按時(shí)間順序遞增的,每個(gè)ID包含了時(shí)間戳、數(shù)據(jù)中心ID、工作節(jié)點(diǎn)ID和序列號(hào)的信息。

到此這篇關(guān)于SpringBoot自定義雪花算法生成ID的實(shí)現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot 雪花算法生成ID內(nèi)容請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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