雪花算法生成id

SnowFlake算法生成id的结果是一个64bit大小的整数，它的结构如下图：

雪花生成的id有64位，其中第1位是符号位，第2至42位是41位的时间戳，第42位至52位是10位的工具机器，包括5位数据中心和5位机器id，第53位到64位是12位的序列号。

SnowFlake可以保证：
● 所有生成的id按时间趋势递增
● 整个分布式系统内不会产生重复id（因为有datacenterId和workerId来做区分）

具体实现的代码如下：

package org.xiaov.bean;

import org.xiaov.bean.date.DatePattern;

/**
 * 

 *
 * 
 *
 * @author xiaovcloud
 * @since 2021/7/17 15:20
 */
public class Snowflake {
	/**
	 * 起始的时间戳 2021/01/01
	 */
	private final static long START_STMP = DatePattern.START_STMP;

	/**
	 * 每一部分占用的位数
	 */
	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
	private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列号占用的位数

	/**
	 * 每一部分的最大值
	 */
	private final static long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
	private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
	private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-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 final long datacenterId;  //数据中心
	private final 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("数据中心的id不能小于0或者大于最大值" + MAX_DATACENTER_NUM);
		}
		if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
			throw new IllegalArgumentException("机器标识的id不能小于0或者大于最大值" + MAX_MACHINE_NUM);
		}
		this.datacenterId = datacenterId;
		this.machineId = machineId;
	}

	/**
	 * 产生下一个ID
	 *
	 * @return id
	 */
	public synchronized long nextId() {
		long currStmp = System.currentTimeMillis();
		if (currStmp < lastStmp) {
			throw new RuntimeException("时间改变，不能再次生成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
	}

	/**
	 * 获取下一毫秒
	 *
	 * @return 。
	 */
	private long getNextMill() {
		long mill = System.currentTimeMillis();
		while (mill <= lastStmp) {
			mill = System.currentTimeMillis();
		}
		return mill;
	}

}

package org.xiaov.extra.id;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.xiaov.bean.Snowflake;
import org.xiaov.bean.date.DatePattern;

import java.util.Date;

/**
 * 

 * 雪花算法生成id帮助类
 * 
 *
 * @author xiaovcloud
 * @since 2021/7/8 16:42
 */
@Component
public class SnowflakeHelper {
    /**
     * 起始时间
     */
    private static final long START_STMP = DatePattern.START_STMP;
    /**
     * 机器码
     */
    private static long machineId;
    /**
     * 数据中心
     */
    private static long datacenterId;

    @Value("${id.snowflake.machineId:1}")
    public void setMachineId(long machine) {
        machineId = machine;
    }

    @Value("${id.snowflake.datacenterId:1}")
    public void setDatacenterId(long datacenter) {
        datacenterId = datacenter;
    }

    /**
     * 获取id
     *
     * @return id
     */
    public static long nextId() {
        Snowflake snowflake = new Snowflake(datacenterId, machineId);
        return snowflake.nextId();
    }

    /**
     * 根据雪花id 反推时间
     *
     * @param id 雪花id
     * @return 时间
     */
    public static Date getDateById(long id) {
        long timeStamp = getTimestampById(id);
        return new Date(timeStamp);
    }

    /**
     * 根据雪花id 反推时间戳
     *
     * @param id 雪花id
     * @return 时间戳
     */
    public static long getTimestampById(long id) {
        long timeStamp = id >> 22;
        timeStamp = timeStamp + START_STMP;
        return timeStamp;
    }
}