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一. 直接上代码,注释很详细
利用ip生成机器id,主机名unicode编码生成数据中心.
getNextId() 提供外部使用
对时间回拨做了容忍处理.先睡3ms.如果还是时间抖动,那重新计算工作id和数据id.最后抛出异常兜底
/**
* Twitter的SnowFlake算法,使用SnowFlake算法生成一个整数，然后转化为62进制变成一个短地址URL
* <p>
* https://github.com/beyondfengyu/SnowFlake
* <p>
* Snowflake生成的是Long类型的ID，一个Long类型占8个字节，每个字节占8比特，也就是说一个Long类型占64个比特。
* Snowflake ID组成结构：正数位（占1比特）+ 时间戳（占41比特）+ 数据中心（占5比特）+ 机器ID（占5比特）+ 自增值（占12比特），总共64比特组成的一个Long类型。
* ● 第一个bit位（1bit）：Java中long的最高位是符号位代表正负，正数是0，负数是1，一般生成ID都为正数，所以默认为0。
* ● 时间戳部分（41bit）：毫秒级的时间，不建议存当前时间戳，而是用（当前时间戳 - 固定开始时间戳）的差值，可以使产生的ID从更小的值开始；41位的时间戳可以使用69年，(1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年
* ● 工作机器id（10bit）：也被叫做workId，这个可以灵活配置，机房或者机器号组合都可以。
* ● 序列号部分（12bit），自增值支持同一毫秒内同一个节点可以生成4096个ID
* 根据这个算法的逻辑，只需要将这个算法用Java语言实现出来，封装为一个工具方法，那么各个业务应用可以直接使用该工具方法来获取分布式ID，只需保证每个业务应用有自己的工作机器id即可，而不需要单独去搭建一个获取分布式ID的应用。
*/
public class SnowFlakeUtil {
/**
* 起始的时间戳
*/
private final static long START_TIMESTAMP = 1679815564110L;
/**
* 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 DATA_CENTER_BIT = 5; //数据中心占用的位数
/**
* 每一部分的最大值
*/
private final static long MAX_SEQUENCE = -1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT); // 4095
private final static long MAX_MACHINE_NUM = -1L ^ (-1L << MACHINE_BIT); //
private final static long MAX_DATA_CENTER_NUM = -1L ^ (-1L << DATA_CENTER_BIT);
/**
* 每一部分向左的位移
*/
private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
private final static long DATA_CENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
private final static long TIMESTAMP_LEFT = DATA_CENTER_LEFT + DATA_CENTER_BIT;
private long dataCenterId = 1L; //数据中心
private long machineId = 1L; //机器标识
private long sequence = 0L; //序列号
private long lastTimeStamp = -1L; //上一次时间戳
/**
* 最大容忍回拨时间 3ms
*/
private static final long MAX_BACKWARD_MS = 3;
private long getNextMill() {
long mill = getNewTimeStamp();
while (mill <= lastTimeStamp) {
mill = getNewTimeStamp();
}
return mill;
}
private long getNewTimeStamp() {
return System.currentTimeMillis();
}
/**
* 根据指定的数据中心ID和机器标志ID生成指定的序列号
* 机器id总共占5位,低12位序号id12位.因此要左移12位
* 数据中心id(机房id)占5位,低17位为机器id5位和序号id12位,因此要左移17位
*/
public SnowFlakeUtil(long dataCenterId, long machineId) {
if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_NUM || dataCenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException("DtaCenterId can't be greater than MAX_DATA_CENTER_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
* id号只有12位.同一毫秒内最多生产4096个.
* 超过时,申请下一个毫秒值
*
* @return
*/
private synchronized long nextId() {
long currTimeStamp = getNewTimeStamp();
long offset = lastTimeStamp - currTimeStamp; // 时钟回拨
// 如果时钟回拨且回拨时间小于最大容忍范围
if (offset > 0 && offset <= MAX_BACKWARD_MS) {
try {
// 时钟回拨,等待时钟回拨完成
LockSupport.parkNanos(TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(offset << 1));
// 重新获取时间戳
currTimeStamp = getNewTimeStamp();
// 如果还是小于上次时间戳,则抛出异常
if (currTimeStamp < lastTimeStamp) {
clockCallback(); // 备用机制
}
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
}
} else if (offset > MAX_BACKWARD_MS) {
// 时钟回拨超过最大容忍范围,抛出异常
clockCallback(); // 备用机制
}
// 在同一毫秒内
if (currTimeStamp == lastTimeStamp) {
//相同毫秒内，序列号自增 MAX_SEQUENCE=4095(12位,序列号最大值) sequence + 1 =4096时sequence为0
sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
//同一毫秒的序列数已经达到最大
if (sequence == 0L) {
currTimeStamp = getNextMill();
}
} else {
//不同毫秒内，序列号置为0
sequence = 0L;
}
// 上次生成ID的时间截
lastTimeStamp = currTimeStamp;
return (currTimeStamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT //时间戳部分 低22位 数据中心id5位,机器标识id5位,序号id12位,因此左移22位
| dataCenterId << DATA_CENTER_LEFT //数据中心部分
| machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分
| sequence; //序列号部分
}
// 提供获取下一个ID
public synchronized static long getNextId() {
SnowFlakeUtil snowFlakeUtil = new SnowFlakeUtil(getDataCenterId(), getWorkId());
return snowFlakeUtil.nextId();
}
// 备用机制
private synchronized void clockCallback() {
if (this.dataCenterId == MAX_DATA_CENTER_NUM && this.machineId == MAX_MACHINE_NUM) {
throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
}
// if (this.machineId == MAX_MACHINE_NUM) {
// dataCenterId = (dataCenterId + 1) & MAX_DATA_CENTER_NUM;
// }
// this.machineId = (this.machineId + 1) & MAX_MACHINE_NUM;
dataCenterId = getDataCenterId();
this.machineId = getWorkId();
}
/**
* workId使用IP生成
*
* @return workId
*/
private static Long getWorkId() {
try {
String hostAddress = Inet4Address.getLocalHost().getHostAddress();
int[] ints = StringUtils.toCodePoints(hostAddress);
int sums = 0;
for (int b : ints) {
sums = sums + b;
}
return (long) (sums % 32);
} catch (UnknownHostException e) {
// 失败就随机
return RandomUtils.nextLong(0, 31);
}
}
/**
* dataCenterId使用hostName生成
*
* @return dataCenterId
*/
private static Long getDataCenterId() {
try {
String hostName = SystemUtils.getHostName();
int[] ints = StringUtils.toCodePoints(hostName);
int sums = 0;
for (int i : ints) {
sums = sums + i;
}
return (long) (sums % 32);
} catch (Exception e) {
// 失败就随机
return RandomUtils.nextLong(0, 31);
}
}
}