生成唯一標識碼的兩種方法
阿新 • • 發佈：2019-02-11
方法一：
答：UUID 的目的是讓分散式系統中的所有元素，都能有唯一的辨識資訊，而不需要透過中央控制端來做辨識資訊的指定。如此一來，每個人都可以建立不與其它人衝突的 UUID(通用唯一標識碼)。
UUID的組成：
1.當前日期和時間。
2.時鐘序列。 （數值 按其發生的先後順序而排列的數列）
3.全域性唯一的IEEE機器識別號。
缺點：UUID雖然可以保證全域性唯一，但是它佔用32位（十進位制），而且是無序的，入庫時效能比較差。
為什麼入庫效能比較差？
答：關係型資料庫的索引都是B+樹結構， 如果我們安照ID遞增的順序，新的結點會插入到最後一個
結點後面去，當最後一個結點滿了，會裂變出新的結點。
但如果是插入無序的，不僅會導致中間結點的裂變，還會產生很多不飽和節點，導致效能降低。
外部介面：StringUtils.randomUUID()
public class StringUtils {
private static String[] binaryArray =
{"0000","0001","0010","0011",
"0100","0101","0110","0111",
"1000","1001","1010","1011",
"1100","1101","1110","1111"};
// private static String[] chineseDigits = new String[] { "零", "壹", "貳", "叄", "肆", "伍", "陸", "柒", "捌", "玖"}; 方法二：
SnowFlake演算法：分散式系統中生成全域性唯一且趨勢遞增的Id.
總共64位2進位制，換成十進位制為18位
第一部分： 1位，始終為0.
第二部分：41位，精確為毫秒的時間戳。
第三部分：10位，機器碼
第四部分：12位，序列號
snowflake的優點：
1.是按ID遞增，易於插入到資料庫
2.不依賴資料庫，在記憶體中生成，效能好
注：建構函式（工作機器ID，資料中心ID）
public class SnowflakeIdWorker {
// ==============================Fields===========================================
/** 開始時間截 (2015-01-01) */
private final long twepoch = 1420041600000L;
/** 機器id所佔的位數 */
private final long workerIdBits = 5L;
/** 資料標識id所佔的位數 */
private final long datacenterIdBits = 5L;
/** 支援的最大機器id，結果是31 (這個移位演算法可以很快的計算出幾位二進位制數所能表示的最大十進位制數) */
private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
/** 支援的最大資料標識id，結果是31 */
private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
/** 序列在id中佔的位數 */
private final long sequenceBits = 12L;
/** 機器ID向左移12位 */
private final long workerIdShift = sequenceBits;
/** 資料標識id向左移17位(12+5) */
private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
/** 時間截向左移22位(5+5+12) */
private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
/** 生成序列的掩碼，這裡為4095 (0b111111111111=0xfff=4095) */
private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
/** 工作機器ID(0~31) */
private long workerId;
/** 資料中心ID(0~31) */
private long datacenterId;
/** 毫秒內序列(0~4095) */
private long sequence = 0L;
/** 上次生成ID的時間截 */
private long lastTimestamp = -1L;
//==============================Constructors=====================================
/**
* 建構函式
* @param workerId 工作ID (0~31)
* @param datacenterId 資料中心ID (0~31)
*/
public SnowflakeIdWorker(long workerId, long datacenterId) {
if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));
}
if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));
}
this.workerId = workerId;
this.datacenterId = datacenterId;
}
// ==============================Methods==========================================
/**
* 獲得下一個ID (該方法是執行緒安全的)
* @return SnowflakeId
*/
public synchronized long nextId() {
long timestamp = timeGen();
//如果當前時間小於上一次ID生成的時間戳，說明系統時鐘回退過這個時候應當丟擲異常
if (timestamp < lastTimestamp) {
throw new RuntimeException(
String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
}
//如果是同一時間生成的，則進行毫秒內序列
if (lastTimestamp == timestamp) {
sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
//毫秒內序列溢位
if (sequence == 0) {
//阻塞到下一個毫秒,獲得新的時間戳
timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
}
}
//時間戳改變，毫秒內序列重置
else {
sequence = 0L;
}
//上次生成ID的時間截
lastTimestamp = timestamp;
//移位並通過或運算拼到一起組成64位的ID
return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) //
| (datacenterId << datacenterIdShift) //
| (workerId << workerIdShift) //
| sequence;
}
/**
* 阻塞到下一個毫秒，直到獲得新的時間戳
* @param lastTimestamp 上次生成ID的時間截
* @return 當前時間戳
*/
protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
long timestamp = timeGen();
while (timestamp <= lastTimestamp) {
timestamp = timeGen();
}
return timestamp;
}
/**
* 返回以毫秒為單位的當前時間
* @return 當前時間(毫秒)
*/
protected long timeGen() {
return System.currentTimeMillis();
}
//==============================Test=============================================
/** 測試 */
public static void main(String[] args) {
SnowflakeIdWorker idWorker = new SnowflakeIdWorker(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
long id = idWorker.nextId();
//轉換成二進位制
System.out.println(Long.toBinaryString(id));
System.out.println(id);
}
}
}