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+ package com .bob .snowflake ;
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+
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+ /**
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+ * twitter的snowflake算法 -- java实现
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+ * <p>
6
+ * 原理:
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+ * SnowFlake算法产生的ID是一个64位的整型,结构如下(每一部分用“-”符号分隔):
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+ * <p>
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+ * 0 - 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 - 00000 - 00000 - 000000000000
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+ * 二进制格式:(64位)
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+ * 1位标识部分+41位时间戳部分+5位数据中心标识部分+5位机器标识部分+12位序列号部分
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+ * <p>
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+ * 1位标识部分:在java中由于long的最高位是符号位,正数是0,负数是1,一般生成的ID为正数,所以为0;
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+ * 41位时间戳部分:这个是毫秒级的时间,一般实现上不会存储当前的时间戳,而是时间戳的差值(当前时间-固定的开始时间),
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+ * 这样可以使产生的ID从更小值开始;41位的时间戳可以使用69年,(1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年;
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+ * 10位节点部分:Twitter实现中使用前5位作为数据中心标识,后5位作为机器标识,可以部署1024个节点;
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+ * 12位序列号部分:支持同一毫秒内同一个节点可以生成4096个ID;
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+ * <p>
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+ * SnowFlake算法生成的ID大致上是按照时间递增的,用在分布式系统中时,需要注意数据中心标识和机器标识必须唯一,
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+ * 这样就能保证每个节点生成的ID都是唯一的。或许我们不一定都需要像上面那样使用5位作为数据中心标识,5位作为机器标识,
21
+ * 可以根据我们业务的需要,灵活分配节点部分,
22
+ * 如:若不需要数据中心,完全可以使用全部10位作为机器标识;若数据中心不多,也可以只使用3位作为数据中心,7位作为机器标识。
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+ * <p>
24
+ * 注:long类型数据为8字节,一个字节8位,刚好64位
25
+ * <p>
26
+ *
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+ * @author bobyang
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+ * @version v1.0
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+ * @date 2017/09/02
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+ */
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+ public class Snowflake {
32
+
33
+ /**
34
+ * 起始的时间戳
35
+ */
36
+ private static final long START_STMP = 1504364544760L ;//2017年09月02日23:02:47
37
+
38
+ /**
39
+ * 每一部分占用的位数
40
+ */
41
+ private static final long DATACENTER_BIT = 5 ;//数据中心占用的位数
42
+ private static final long MACHINE_BIT = 5 ; //机器标识占用的位数
43
+ private static final long SEQUENCE_BIT = 12 ; //序列号占用的位数
44
+
45
+ /**
46
+ * 每一部分的最大值
47
+ */
48
+ private static final long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT );
49
+ private static final long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT );
50
+ private static final long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT );
51
+
52
+ /**
53
+ * 每一部分向左的位移
54
+ */
55
+ private static final long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT ;
56
+ private static final long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT ;
57
+ private static final long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT ;
58
+
59
+ private long datacenterId ; //数据中心
60
+ private long machineId ; //机器标识
61
+ private long sequence = 0L ; //序列号
62
+ private long lastStmp = -1L ;//上一次时间戳
63
+
64
+ public Snowflake (long datacenterId , long machineId ) {
65
+ if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0 ) {
66
+ throw new IllegalArgumentException ("DataCenterId can't be greater than " + MAX_DATACENTER_NUM + "or less than 0" );
67
+ }
68
+ if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0 ) {
69
+ throw new IllegalArgumentException ("MachineId can't be greater than " + MAX_MACHINE_NUM + " or less than 0" );
70
+ }
71
+ this .datacenterId = datacenterId ;
72
+ this .machineId = machineId ;
73
+ }
74
+
75
+ /**
76
+ * 产生下一个ID
77
+ *
78
+ * @return
79
+ */
80
+ public synchronized long nextId () {
81
+ long currStmp = getNewstmp ();
82
+ if (currStmp < lastStmp ) {
83
+ throw new RuntimeException ("Clock moved backwards. Refusing to generate id" );
84
+ }
85
+ if (currStmp == lastStmp ) {
86
+ //相同毫秒内,序列号自增
87
+ sequence = (sequence + 1 ) & MAX_SEQUENCE ;
88
+ //同一毫秒的序列数已经达到最大
89
+ if (sequence == 0L ) {
90
+ currStmp = getNextMill ();
91
+ }
92
+ } else {
93
+ //不同毫秒内,序列号置为0
94
+ sequence = 0L ;
95
+ }
96
+ lastStmp = currStmp ;
97
+ return (currStmp - START_STMP ) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
98
+ | datacenterId << DATACENTER_LEFT //数据中心部分
99
+ | machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分
100
+ | sequence ; //序列号部分
101
+ }
102
+
103
+ /**
104
+ * 获取下一个毫秒值
105
+ *
106
+ * @return
107
+ */
108
+ private long getNextMill () {
109
+ long mill = getNewstmp ();
110
+ while (mill <= lastStmp ) {
111
+ mill = getNewstmp ();
112
+ }
113
+ return mill ;
114
+ }
115
+
116
+ /**
117
+ * 获取新的毫秒值
118
+ *
119
+ * @return
120
+ */
121
+ private long getNewstmp () {
122
+ return System .currentTimeMillis ();
123
+ }
124
+
125
+ //测试
126
+ public static void main (String [] args ) {
127
+ Snowflake snowFlake = new Snowflake (22 , 30 );//48130544695631940
128
+ for (int i = 0 ; i < (1 << 12 ); i ++) {
129
+ System .out .println (snowFlake .nextId ());
130
+ }
131
+ System .out .println (~(-1L << DATACENTER_BIT ));
132
+ System .out .println (1 << 12 );
133
+ }
134
+ }
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