雪花算法生成全局唯一ID

传统的生成ID的方法有以下几个：

• Java的UUID
• mysql的自增主键
• 利用Redis的INCR

以上方法都存在一定的问题。

• UUID生成的是以下一串36位的16进制数
  6d62ff8c-66d3-43e1-8009-44fec60d3b30
  但是用UUID当主键的话存在一定问题，首先，它是无序的，因为mysql主键都会自动生成唯一索引，如果主键无序的话，插入一条数据维护索引的代价会很高，造成插入数据的性能降低。其次，UUID的长度过长，mysql官方推荐主键的长度越短越好，显然，36位的UUID不满足条件。

• 如果使用mysql的自增主键，分布式环境下如果并发量过高，会导致mysql服务器压力过大，为了防止MySQL崩溃，这时候就需要搭建MySQL集群，这时候就需要去设置步长，这样做的成本过高。

• 因为Redis是单线程的，天生满足原子性，可以用Redis的INCR去生成唯一ID来获取更高的吞吐量。但是这样也存在问题，和mysql一样，在集群环境下，需要设置不同的增长补偿，而且redis还涉及到key的过期时间，这样去维护一个Redis集群成本是很高的。

而现在分布式系统最常用的生成全局唯一ID的方法是雪花算法snowFlake。
雪花算法生成的结果是一位64bit的整数，为一个long类型（转换成字符串最多为19位）
雪花算法结构图如下

• 从左到右，第一位为符号位，0表示正，1表示符，不用。

• 时间戳（毫秒转化为年）：2^41/（3652460601000）=69.73年。说明雪花算法可表示的范围为69年（从1970年开始），说明雪花算法能用到2039年。

• 12bit-序列号：表示每个机房的每个机器每毫秒可以产生2^12-1（4095）个不同的ID序号
  雪花算法生成的ID整个分布式系统不会重复（因为有workerId和datacenterId）

由上可见用雪花算法生成的ID既是全局唯一的，又是递增的，又不需要任何维护成本，所以雪花算法相比之下是最好生成全局唯一ID的方法。

雪花算法Java源码如下:

public class SnowFlake {
	
	

    /**
     * 起始的时间戳
     */
    private final static long START_STMP = 1480166465631L;

    /**
     * 每一部分占用的位数
     */
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列号占用的位数
    private final static long MACHINE_BIT = 5;   //机器标识占用的位数
    private final static long DATACENTER_BIT = 5;//数据中心占用的位数

    /**
     * 每一部分的最大值
     */
    private final static long MAX_DATACENTER_NUM = -1L ^ (-1L << DATACENTER_BIT);
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = -1L ^ (-1L << MACHINE_BIT);
    private final static long MAX_SEQUENCE = -1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT);

    /**
     * 每一部分向左的位移
     */
    private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private final static long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
    private final static long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;

    private long datacenterId;  //数据中心
    private long machineId;     //机器标识
    private long sequence = 0L; //序列号
    private long lastStmp = -1L;//上一次时间戳

    public SnowFlake(long datacenterId, long machineId) {
    	
        if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("datacenterId can't be greater than MAX_DATACENTER_NUM or less than 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");
        }
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.machineId = machineId;
    }

    /**
     * 产生下一个ID
     *
     * @return
     */
    public synchronized long nextId() {
        long currStmp = getNewstmp();
        if (currStmp < lastStmp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards.  Refusing to generate id");
        }

        if (currStmp == lastStmp) {
            //相同毫秒内，序列号自增
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            //同一毫秒的序列数已经达到最大
            if (sequence == 0L) {
                currStmp = getNextMill();
            }
        } else {
            //不同毫秒内，序列号置为0
            sequence = 0L;
        }

        lastStmp = currStmp;

        return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
                | datacenterId << DATACENTER_LEFT       //数据中心部分
                | machineId << MACHINE_LEFT             //机器标识部分
                | sequence;                             //序列号部分
    }

    private long getNextMill() {
        long mill = getNewstmp();
        while (mill <= lastStmp) {
            mill = getNewstmp();
        }
        return mill;
    }

    private long getNewstmp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }
     public static void main(String[] args) {
        //SnowFlakeUtil util=new SnowFlakeUtil();
    	SnowFlake snowFlake=new SnowFlake(0, 0);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
           System.out.println(snowFlake.nextId());
        }
    }
}

springboot整合snakeFlake。这里推荐大家一个很好用的工具包hutool
Hutool是一个Java工具包类库，对文件、流、加密解密、转码、正则、线程、XML等JDK方法进行封装，组成各种Util工具类
hutool官网
引入一下依赖

	
	    cn.hutool
	    hutool-all
	    5.2.5
	

整合之后的SnowFlakeUtil类

@Component
public class SnowFlakeUtil {
	private long workerId=0L;
	private long datacenterId=1L;
	private Snowflake snowflake=IdUtil.createSnowflake(workerId, datacenterId);
	@PostConstruct
	public void init(){
		try{
			workerId=NetUtil.ipv4ToLong(NetUtil.getLocalhostStr());
		}catch(Exception e){
			workerId=NetUtil.getLocalhostStr().hashCode();
		}
		
	}
	
	public synchronized long snowflakeId(long workerId,long datacenterId){
		Snowflake snowflake=IdUtil.createSnowflake(workerId, datacenterId);
		return snowflake.nextId();
	}
	public synchronized long snowflakeId(){
		return snowflake.nextId();
	}
}