教我写一个雪花算法工具类，要求新手能看懂，注释要详细

以下是一个简单的雪花算法工具类，它可以生成具有唯一标识符的ID。

public class SnowflakeUtil {
    // 每一部分占用的位数，共64位
    private static final long SEQUENCE_BITS = 12; // 序列号占用的位数
    private static final long MACHINE_ID_BITS = 5; // 机器标识占用的位数
    private static final long DATA_CENTER_ID_BITS = 5;// 数据中心占用的位数

    // 每一部分的最大值
    private static final long MAX_SEQUENCE_NUM = ~(-1L << SEQUENCE_BITS);
    private static final long MAX_MACHINE_ID = ~(-1L << MACHINE_ID_BITS);
    private static final long MAX_DATA_CENTER_ID = ~(-1L << DATA_CENTER_ID_BITS);

    // 每一部分向左的位移
    private static final long MACHINE_LEFT_SHIFT = SEQUENCE_BITS;
    private static final long DATA_CENTER_LEFT_SHIFT = SEQUENCE_BITS + MACHINE_ID_BITS;
    private static final long TIMESTAMP_LEFT_SHIFT = DATA_CENTER_LEFT_SHIFT + DATA_CENTER_ID_BITS;

    // 开始时间戳，可以设置一个固定的值，避免占用太多位
    private final long START_TIMESTAMP = 1480166465631L; //2016-11-26 21:21:05.631

    // 变量部分，可通过构造函数进行初始化
    private long dataCenterId; // 数据中心ID
    private long machineId; // 机器标识ID
    private volatile long sequenceNum = 0L; // 序列号

    private long lastTimestamp = -1L; // 最近一次生成ID的时间戳

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param dataCenterId 数据中心ID，最大值为31
     * @param machineId    机器标识ID，最大值为31
     */
    public SnowflakeUtil(long dataCenterId, long machineId) throws IllegalArgumentException {
        if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_ID || dataCenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("DataCenterId can't be greater than " + MAX_DATA_CENTER_ID + " or less than 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_ID || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("MachineId can' be greater than " + MAX_MACHINE_ID + " or less than 0");
        }
        this.dataCenterId = dataCenterId;
        this.machineId = machineId;
    }

    /**
     * 生成ID
     *
     * @return 返回生成的ID
     */
    public synchronized long nextId() {
        long currentTimestamp = System.currentTimeMillis();
        if (currentTimestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
        }
        if (currentTimestamp == lastTimestamp) {
            sequenceNum = (sequenceNum + 1) & MAX_SEQUENCE_NUM;
            if (sequenceNum == 0L) {
                currentTimestamp = tillNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequenceNum = 0L;
        }
        lastTimestamp = currentTimestamp;
        return ((currentTimestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT_SHIFT) | (dataCenterId << DATA_CENTER_LEFT_SHIFT) | (machineId << MACHINE_LEFT_SHIFT) | sequenceNum;
    }

    /**
     * 如果当前时间与lastTimestamp相等，则等待到下一毫秒
     *
     * @param lastTimestamp 上次生成ID的时间戳
     * @return 当前时间戳
     */
    private long tillNextMillis(long lastTimestamp) {
        long currentTimestamp = System.currentTimeMillis();
        while (currentTimestamp <= lastTimestamp) {
            currentTimestamp = System.currentTimeMillis();
        }
        return currentTimestamp;
    }
}

此雪花算法工具类主要涉及到的知识点有：

- 序列号、机器标识、数据中心编号按照一定的位数分配，位数越高，则生成的ID越大，ID生成能力也就越强；
- 位移运算是用于将各部分的位数分配，用于ID的生成；
- 通过对每部分的位数进行限制，可以保证ID生成的唯一性；
- 在多线程的环境下，通过加锁的方式实现对序列号计数的同步。

注意事项：

- 由于时间戳和序列号都是在机器的内存中进行计数，它们不是严格的递增，可能会存在重复的情况；
- 如果能够保证分配给的机器标识和数据中心状态的唯一性，则可以在分配时将其中的位先预留一部分空间，将在时间戳和序列号中留下来的位数相应减少，从而增加ID生成的能力。

关于雪花算法的详细解释可以参考这篇文章：[雪花算法(SnowFlake)详解](https://juejin.cn/post/6844903684278222344)。