【Spring Boot】自定义雪花算法生成ID

本文主要是介绍【Spring Boot】自定义雪花算法生成ID，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

雪花算法（Snowflake）是一种生成唯一ID的分布式算法，由Twitter推出。它能生成不重复的、有时间顺序的全局唯一ID。一个典型的Snowflake ID由64位组成，通常划分如下：

1位符号位（始终为0，表示正数）
41位时间戳（毫秒级，表示当前时间相对于某个开始时间的偏移）
10位机器标识（通常分为数据中心ID和机器ID）
12位序列号（表示毫秒内的计数器）

下面是一个自定义的雪花算法来生成唯一的ID。这个实现类似于Twitter的Snowflake算法，并考虑到了线程安全。

public class SnowflakeIDGenerator {// 起始时间戳（2020-01-01 00:00:00）private final long twepoch = 1577836800000L;// 每部分占用的位数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;// 掩码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());}}
}

说明

初始化参数：
- twepoch：自定义的起始时间戳（可以是任意过去的时间），确保生成的ID是唯一且有序的。
- workerIdBits 和 datacenterIdBits：分别表示工作节点ID和数据中心ID的位数（通常为5位）。
- sequenceBits：表示序列号的位数（通常为12位）。
最大值计算：
- maxWorkerId 和 maxDatacenterId：根据位数计算出的最大值，确保ID在合理范围内。
位移量：
- workerIdShift, datacenterIdShift, timestampLeftShift：用于将各部分数据移到正确的位置。
掩码：
- sequenceMask：确保序列号在0到4095之间循环。
方法：
- nextId：生成唯一ID，使用同步块确保线程安全。
- tilNextMillis：等待直到下一毫秒。
- timeGen：获取当前时间戳。