一個新的雪花演算法（雪花漂移）
阿新 • • 發佈：2021-03-11
# IdGenerator
## 介紹
用一種全新的雪花漂移演算法，讓ID更短、生成速度更快。
核心在於縮短ID長度的同時，還能保持每毫秒併發處理量（50W/0.1s），且能保持伸縮能力。
## 功能說明
1.ID更短，是傳統演算法的幾倍，用50年都不會超過 js Number型別最大值。（預設配置WorkerId是6bit，自增數是6bit）
2.生成速度更快，0.1秒可生成50萬個。（i7筆記本，預設演算法配置6bit+6bit）
3.支援時間回撥處理。比如Linux伺服器時間回撥1秒，本演算法能自動適應生成臨界時間的唯一ID。
4.支援手工插入新ID。當業務需要在歷史時間生成新ID時，用本演算法的預留位每秒能生成5000個。
5.漂移時對外非同步發通知事件。讓呼叫方確切知道演算法漂移記錄，Log併發呼叫量。
6.不依賴任何外部快取和資料庫。（但WorkerId必須由外部指定）
7.目前是C#版，很快會出java、php等版本。
## 檔案說明
1.SnowWorkerM1.cs 是雪花漂移演算法。
2.SnowWorkerM2.cs 是傳統雪花演算法。
## 效果
1.js Number 型別最大數值：9007199254740992，本演算法在保持併發效能（5W+/0.01s）和最大64個WorkerId（6bit）的同時，能用70年才到 js Number Max 值。
2.增加WorkerId位數到8bit（128節點）時，15年達到 js Number Max 值。
3.極致效能：500W/1s。
4.所有測試資料均基於8代低壓i7計算。
## 適用範圍
1.小型、中型、大型需要全域性唯一Id（不用Guid）的專案。
2.分散式專案。
3.不想將 Long 型轉 String 給前端用的專案。（若前端支援bigint，則可不轉型別）
## 大型分散式使用建議
1.可擴大 WorkerIdBitLength 到最多20位，支援 1,048,576 個節點，且不影響上述併發效能（50W/0.1s）。
2.採用中心化 IdGenerator 叢集，給節點生成可用 Id 列表，存入 Redis 佇列供節點消費。此時64箇中心化節點數足夠大型網際網路專案使用。
## 如何處理時間回撥
1.當發生系統時間回撥的時候，演算法採用過去時序的預留序數（0-5）生成新的ID。
2.預設每秒可生成100個（速度可調整）。
3.回撥生成的ID序號，預設靠前，也可以調整為靠後。
4.允許時間回撥至本演算法預設基數（引數可調，預設大於1年）。
## 能用多久
1.在預設配置下，ID可用 71000 年不重複。
2.在支援 1024 個工作節點時，ID可用 4480 年不重複。
3.在支援 4096 個工作節點時，ID可用 1120 年不重複。
4.以上所有工作節點，均擁有 50W/0.1s 最大處理速度。
## 程式碼示例
#### 雪花漂移演算法
```
var options = new IdGeneratorOptions()
{
// 設定WorkerId，預設最大2^16-1
WorkerId = 1
};
var newId = new YitIdGenerator(options).NewLong();
```
#### 傳統雪花演算法
```
var options = new IdGeneratorOptions()
{
Method = 2, // 預設1
WorkerId = 1
};
var newId = new YitIdGenerator(options).NewLong();
```
#### options說明
options引數（Method、StartTime除外）只支援漂移演算法，不支援傳統雪花演算法。
```
public class IdGeneratorOptions
{
///
/// 雪花計算方法
/// （1|2）
///
public short Method { get; set; } = 1;
///
/// 開始時間（UTC格式）
/// 不能超過當前系統時間
///
public DateTime StartTime { get; set; } = DateTime.MinValue;
///
/// 機器碼
/// 與 WorkerIdBitLength 有關係
///
public ushort WorkerId { get; set; } = 0;
///
/// 機器碼位長
/// 範圍：2-21（要求：序列數位長+機器碼位長不超過22）。
/// 建議範圍：6-12。
///
/// 序列數位長
/// 範圍：2-21（要求：序列數位長+機器碼位長不超過22）。
/// 建議範圍：6-14。
///
public byte SeqBitLength { get; set; } = 6;
///
/// 最大序列數（含）
/// （由SeqBitLength計算的最大值）
///
public int MaxSeqNumber { get; set; } = 0;
///
/// 最小序列數（含）
/// 預設11，不小於5，不大於MaxSeqNumber-2
///
/// 最大漂移次數（含），
/// 預設2000，推薦範圍500-10000（與計算能力有關）
///
public int TopOverCostCount { get; set; } = 2000;
```
## 生成的ID
預設配置：
```
WorkerId = 6 (最多64個工作節點)
SeqBitLength = 6
```
ID示例：
```
129053495681099 (預設配置執行執行1年)
387750301904971 (預設配置執行執行3年)
646093214093387 (預設配置執行執行5年)
9007199254740992 (js Number 最大值)
```
## 技術支援
開源地址：https://gitee.com/yitter/idgenerator
QQ群：64