java 雪花id生成

Java中的雪花ID生成算法是一种分布式唯一ID生成算法，它使用了时间戳、机器ID和序列号来生成全局唯一的ID。

具体实现过程如下：

1. 定义一个64位的long类型变量，其中第一位是符号位（始终为0），接下来41位是时间戳，5位是数据中心ID，5位是机器ID，最后12位是序列号。

2. 时间戳部分采用当前时间减去一个固定的起始时间，可以保证生成的ID是递增的。

3. 数据中心ID和机器ID可以预先分配，这样可以保证同一数据中心内的机器ID不会重复。

4. 序列号部分可以使用一个计数器来实现，每次生成ID时将计数器加一即可，需要注意的是，如果在同一毫秒内生成的ID数量超过了4096（2^12），则需要等待一毫秒，以保证生成的ID不重复。

示例代码如下：

public class SnowflakeIdWorker {
    // 起始的时间戳
    private final static long START_TIMESTAMP = 1480166465631L;
    // 机器id所占的位数
    private final static long WORKER_ID_BITS = 5L;
    // 数据标识id所占的位数
    private final static long DATA_CENTER_ID_BITS = 5L;
    // 支持的最大机器id，结果是31
    private final static long MAX_WORKER_ID = ~(-1L << WORKER_ID_BITS);
    // 支持的最大数据标识id，结果是31
    private final static long MAX_DATA_CENTER_ID = ~(-1L << DATA_CENTER_ID_BITS);
    // 序列在id中占的位数
    private final static long SEQUENCE_BITS = 12L;
    // 机器ID向左移12位
    private final static long WORKER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS;
    // 数据标识id向左移17位（12+5）
    private final static long DATA_CENTER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS;
    // 时间截向左移22位（5+5+12）
    private final static long TIMESTAMP_LEFT_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS + DATA_CENTER_ID_BITS;
    // 生成序列的掩码，这里为4095（0b111111111111=0xfff=4095）
    private final static long SEQUENCE_MASK = ~(-1L << SEQUENCE_BITS);
    // 工作机器ID（0~31）
    private long workerId;
    // 数据中心ID（0~31）
    private long dataCenterId;
    // 毫秒内序列（0~4095）
    private long sequence = 0L;
    // 上次生成ID的时间戳
    private long lastTimestamp = -1L;

    public SnowflakeIdWorker(long workerId, long dataCenterId) {
        if (workerId > MAX_WORKER_ID || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("workerId can't be greater than " + MAX_WORKER_ID + " or less than 0");
        }
        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");
        }
        this.workerId = workerId;
        this.dataCenterId = dataCenterId;
    }

    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
        }
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & SEQUENCE_MASK;
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }
        lastTimestamp = timestamp;
        return ((timestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT_SHIFT) |
                (dataCenterId << DATA_CENTER_ID_SHIFT) |
                (workerId << WORKER_ID_SHIFT) |
                sequence;
    }

    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    private long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }
}