golang雪花算法

雪花算法是一种分布式唯一ID生成算法，它可以保证在分布式环境下生成唯一的ID。在Golang中，我们可以使用以下代码实现雪花算法：

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

const (
	// StartTime 是雪花算法开始时间戳，用于减小生成的ID长度
	StartTime = 1577808000000 // 2020-01-01 00:00:00的时间戳，单位毫秒
	// MachineIDBits 机器ID的位数
	MachineIDBits = 10
	// SequenceBits 序列号的位数
	SequenceBits = 12
	// MachineIDShift 机器ID的移位长度
	MachineIDShift = SequenceBits
	// TimestampShift 时间戳的移位长度
	TimestampShift = SequenceBits + MachineIDBits
	// MaxMachineID 最大机器ID
	MaxMachineID = -1 ^ (-1 << MachineIDBits)
	// MaxSequence 最大序列号
	MaxSequence = -1 ^ (-1 << SequenceBits)
)

// Snowflake 是雪花算法生成的唯一ID结构体
type Snowflake struct {
	machineID  int64 // 机器ID
	sequence   int64 // 序列号
	lastStamp  int64 // 上次生成ID的时间戳
	idLock     sync.Mutex
}

// NewSnowflake 创建一个新的雪花算法实例
func NewSnowflake(machineID int64) (*Snowflake, error) {
	if machineID < 0 || machineID > MaxMachineID {
		return nil, errors.New("machine ID out of range")
	}
	return &Snowflake{
		machineID: machineID,
	}, nil
}

// Generate 生成一个新的唯一ID
func (s *Snowflake) Generate() int64 {
	s.idLock.Lock()
	defer s.idLock.Unlock()

	// 获取当前时间戳
	now := time.Now().UnixNano() / 1e6

	// 如果当前时间小于上次生成ID的时间戳，说明系统时间被调整过，此时应该返回错误
	if now < s.lastStamp {
		panic(fmt.Sprintf("time is moving backwards, refusing to generate id for %d milliseconds", s.lastStamp-now))
	}

	// 如果当前时间与上次生成ID的时间戳相同，说明在同一毫秒内生成了多次ID，此时应将序列号+1
	if now == s.lastStamp {
		s.sequence = (s.sequence + 1) & MaxSequence
		if s.sequence == 0 {
			// 序列号已经达到最大值，等待下一毫秒
			for now <= s.lastStamp {
				now = time.Now().UnixNano() / 1e6
			}
		}
	} else {
		// 当前时间与上次生成ID的时间戳不同，说明已经进入下一毫秒，序列号重置为0
		s.sequence = 0
	}

	// 保存当前时间戳，用于下一次生成ID时使用
	s.lastStamp = now

	// 生成ID
	id := (now-StartTime)<<TimestampShift | (s.machineID << MachineIDShift) | s.sequence

	return id
}

func main() {
	// 创建一个新的雪花算法实例，机器ID为1
	sf, err := NewSnowflake(1)
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	// 生成10个唯一ID
	for i := 0; i < 10; i++ {
		id := sf.Generate()
		fmt.Println(id)
	}
}

在上面的代码中，我们首先定义了一些常量，包括开始时间、机器ID的位数、序列号的位数等。然后，我们定义了一个Snowflake结构体，用于保存生成ID时需要用到的一些参数，如机器ID、序列号、上次生成ID的时间戳等。接着，我们定义了NewSnowflake函数，用于创建一个新的雪花算法实例，并检查机器ID是否超出范围。最后，我们定义了Generate函数，用于生成一个新的唯一ID。在Generate函数中，我们首先获取当前时间戳，然后判断当前时间是否小于上次生成ID的时间戳，如果是，则说明系统时间被调整过，此时应该返回错误；如果当前时间与上次生成ID的时间戳相同，则说明在同一毫秒内生成了多次ID，此时应将序列号+1；如果当前时间与上次生成ID的时间戳不同，则说明已经进入下一毫秒，序列号重置为0。最后，我们将当前时间戳、机器ID、序列号组合成一个64位的唯一ID返回。

在main函数中，我们创建了一个新的雪花算法实例，并调用Generate函数生成了10个唯一ID。