Java中的雪花算法（Snowflake Algorithm）是一種用于生成唯一ID的算法，可以在分布式系統(tǒng)環(huán)境中防止ID重復(fù)。這種算法最初由Twitter開發(fā)，用于生成Twitter的唯一ID，由于其簡(jiǎn)單易懂和高效，已成為目前最常用的生成唯一ID的算法之一。

雪花算法生成的ID是一個(gè)64位的長(zhǎng)整型數(shù)字，可以分為四個(gè)部分：

1. 符號(hào)位（始終為0，占用1位）。
2. 時(shí)間戳（毫秒級(jí)，占用41位），可以用的年限約69年。
3. 數(shù)據(jù)中心ID（可以定義具體數(shù)據(jù)中心ID的位數(shù)，占用5位），用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)中心。
4. 工作機(jī)器ID（可以定義具體工作機(jī)器ID的位數(shù)，占用5位），用于區(qū)分不同的工作機(jī)器。

以下是Java實(shí)現(xiàn)的基本流程：

1. 獲得時(shí)間戳，精確到毫秒級(jí)。
2. 將所有位數(shù)的值全部初始化為0。
3. 填充時(shí)間戳，對(duì)應(yīng)41位。
4. 填充數(shù)據(jù)中心ID，根據(jù)自身需求設(shè)置位數(shù)。
5. 填充工作機(jī)器ID，根據(jù)自身需求設(shè)置位數(shù)。
6. 填充序列號(hào)，一般使用一個(gè)計(jì)數(shù)器，生成一系列自增的整數(shù)。
7. 將上述所有部分組合成一條64位的長(zhǎng)整型數(shù)字，即為唯一ID，生成完成。

以下是一個(gè)Java實(shí)現(xiàn)的示例代碼：

public class SnowFlake {

    // 起始的時(shí)間戳
    private final static long START_TIMESTAMP = 1480166465631L;

    // 每一部分占用的位數(shù)，符號(hào)位不算在內(nèi)
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12; // 序列號(hào)占用的位數(shù)
    private final static long MACHINE_BIT = 5; // 機(jī)器標(biāo)識(shí)占用的位數(shù)
    private final static long DATACENTER_BIT = 5; // 數(shù)據(jù)中心占用的位數(shù)

    // 每一部分的最大值
    private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
    private final static long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_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 TIMESTAMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;

    private long datacenterId; // 數(shù)據(jù)中心
    private long machineId; // 機(jī)器標(biāo)識(shí)
    private long sequence = 0L; // 序列號(hào)
    private long lastTimestamp = -1L;// 上一次時(shí)間戳

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

    /**
     * 產(chǎn)生下一個(gè)ID
     *
     * @return 下一個(gè)ID
     */
    public synchronized long nextId() {
        long currTimestamp = getTimestamp();
        if (currTimestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
        }

        // 如果是同一時(shí)間生成的，則進(jìn)行毫秒內(nèi)序列
        if (currTimestamp == lastTimestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            // 序列號(hào)已經(jīng)達(dá)到最大值，下一個(gè)毫秒
            if (sequence == 0L) {
                currTimestamp = getNextTimestamp();
            }
        } else {
            // 時(shí)間戳改變，毫秒內(nèi)序列重置
            sequence = 0L;
        }

        // 上次生成ID的時(shí)間截
        lastTimestamp = currTimestamp;

        // 移位并通過或運(yùn)算拼到一起組成64位的ID
        return (currTimestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT // 時(shí)間戳部分
                | datacenterId << DATACENTER_LEFT // 數(shù)據(jù)中心部分
                | machineId << MACHINE_LEFT // 機(jī)器標(biāo)識(shí)部分
                | sequence; // 序列號(hào)部分
    }

    /**
     * 獲取下一個(gè)毫秒數(shù)
     *
     * @return 下一個(gè)毫秒數(shù)
     */
    private long getNextTimestamp() {
        long timestamp = getTimestamp();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = getTimestamp();
        }
        return timestamp;
    }

    /**
     * 獲取當(dāng)前的時(shí)間戳
     *
     * @return 當(dāng)前的時(shí)間戳
     */
    private long getTimestamp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(1, 1);

        long startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            System.out.println(snowFlake.nextId());
        }

        long endTime = System.nanoTime();

        System.out.println("用時(shí)：" + (endTime - startTime) / 1000000 + "ms");
    }
}

在以上示例代碼中，SnowFlake類的構(gòu)造函數(shù)接收數(shù)據(jù)中心ID和機(jī)器ID作為參數(shù)，用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求設(shè)置不同的數(shù)值。nextId()方法用于生成雪花算法的唯一ID。

除此之外，為了防止時(shí)間回退的情況，采用了getNextTimestamp()方法來獲得下一個(gè)合法的時(shí)間戳?？梢钥吹剑@是一種高效、易擴(kuò)展、高可用的算法，適合于生成分布式系統(tǒng)下唯一的ID。

?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-426515.html

到了這里，關(guān)于實(shí)現(xiàn)高性能ID生成器：詳解Java雪花算法的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！