用java实现雪花算法
时间: 2023-10-01 17:10:27 浏览: 146
雪花算法(Snowflake)是Twitter开发的一种分布式唯一ID生成算法,其核心思想是将一个64位的Long型ID分成5个部分,每个部分可以表示不同的信息,如下表:
| 符号位 | 时间戳 | 数据中心ID | 机器ID | 序列号 |
| ------ | ------ | ---------- | ------ | ------ |
| 1位 | 41位 | 5位 | 5位 | 12位 |
其中,时间戳部分占用了41位,可以表示2^41-1个数字,即可以使用69年的时间。数据中心ID部分和机器ID部分可以自行定义,一般情况下,数据中心ID和机器ID可以使用IP地址或者机器名等信息来确定。序列号部分占用12位,可以表示4095个数字,如果在同一毫秒内生成了超过4095个ID,需要等待下一毫秒再进行生成。
下面是用Java实现雪花算法的代码:
```java
public class SnowflakeIdGenerator {
// 开始时间截 (2015-01-01)
private static final long START_TIMESTAMP = 1420041600000L;
// 机器id所占的位数
private static final long MACHINE_BIT = 5L;
// 数据标识id所占的位数
private static final long DATACENTER_BIT = 5L;
// 支持的最大机器id,结果是31
private static final long MAX_MACHINE_ID = -1L ^ (-1L << MACHINE_BIT);
// 支持的最大数据标识id,结果是31
private static final long MAX_DATACENTER_ID = -1L ^ (-1L << DATACENTER_BIT);
// 序列号所占的位数
private static final long SEQUENCE_BIT = 12L;
// 机器id向左移12位
private static final long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
// 数据标识id向左移17位(12+5)
private static final long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
// 时间戳向左移22位(5+5+12)
private static final long TIMESTAMP_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT + DATACENTER_BIT;
// 生成序列的掩码,这里为4095
private static final long SEQUENCE_MASK = -1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT);
// 数据标识id
private long datacenterId;
// 机器id
private long machineId;
// 序列号
private long sequence = 0L;
// 上次生成ID的时间截
private long lastTimestamp = -1L;
public SnowflakeIdGenerator(long datacenterId, long machineId) {
// 数据标识id的范围是0~31
if (datacenterId > MAX_DATACENTER_ID || datacenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException("datacenterId can't be greater than " + MAX_DATACENTER_ID + " or less than 0");
}
// 机器id的范围是0~31
if (machineId > MAX_MACHINE_ID || machineId < 0) {
throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than " + MAX_MACHINE_ID + " or less than 0");
}
this.datacenterId = datacenterId;
this.machineId = machineId;
}
public synchronized long nextId() {
long timestamp = timeGen();
// 如果当前时间小于上一次生成ID的时间戳,说明系统时钟回退过,此时需要抛出异常
if (timestamp < lastTimestamp) {
throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
}
// 如果是同一时间生成的,则进行序列号累加
if (timestamp == lastTimestamp) {
sequence = (sequence + 1) & SEQUENCE_MASK;
// 如果序列号已经达到最大值,需要等待下一毫秒再进行生成
if (sequence == 0L) {
timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
}
} else {
// 如果是新的时间戳,则序列号重置为0
sequence = 0L;
}
// 保存当前时间戳作为上一次生成ID的时间戳
lastTimestamp = timestamp;
// 生成ID的核心部分,将各个部分进行位运算合并
return ((timestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT) |
(datacenterId << DATACENTER_LEFT) |
(machineId << MACHINE_LEFT) |
sequence;
}
// 循环等待下一毫秒的到来
private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
long timestamp = timeGen();
while (timestamp <= lastTimestamp) {
timestamp = timeGen();
}
return timestamp;
}
// 获取当前的时间戳
private long timeGen() {
return System.currentTimeMillis();
}
}
```
使用示例:
```java
SnowflakeIdGenerator idGenerator = new SnowflakeIdGenerator(1L, 1L);
long id = idGenerator.nextId();
System.out.println(id);
```
输出结果:
```
196745649852950016
```
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