雪花算法工具类

灰太狼 2024-03-24 10:08 35阅读 0赞

### 一、雪花算法 ###

/**
     *@Package:package com.hundsun.bontal.demo.Util
     *@Description:雪花算法（生成随机id）
     *@Author: Jin
     *@Remarks:备注:参考博客（https://blog.csdn.net/lq18050010830/article/details/89845790）
     */
    
    public class IdWorkerUtil {
        
     
    	//因为二进制里第一个 bit 为如果是 1，那么都是负数，但是我们生成的 id 都是正数，所以第一个 bit 统一都是 0。
     
    	//机器ID  2进制5位  32位减掉1位 31个
    	private long workerId;
    	//机房ID 2进制5位  32位减掉1位 31个
    	private long datacenterId;
    	//代表一毫秒内生成的多个id的最新序号  12位 4096 -1 = 4095 个
    	private long sequence;
    	//设置一个时间初始值    2^41 - 1   差不多可以用69年
    	private long twepoch = 1585644268888L;
    	//5位的机器id
    	private long workerIdBits = 5L;
    	//5位的机房id
    	private long datacenterIdBits = 5L;
    	//每毫秒内产生的id数 2 的 12次方
    	private long sequenceBits = 12L;
    	// 这个是二进制运算，就是5 bit最多只能有31个数字，也就是说机器id最多只能是32以内
    	private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    	// 这个是一个意思，就是5 bit最多只能有31个数字，机房id最多只能是32以内
    	private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
     
    	private long workerIdShift = sequenceBits;
    	private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    	private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    	private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
    	//记录产生时间毫秒数，判断是否是同1毫秒
    	private long lastTimestamp = -1L;
    	public long getWorkerId(){
        
    		return workerId;
    	}
    	public long getDatacenterId() {
        
    		return datacenterId;
    	}
    	public long getTimestamp() {
        
    		return System.currentTimeMillis();
    	}
     
     
     
    	public IdWorkerUtil(long workerId, long datacenterId, long sequence) {
        
     
    		// 检查机房id和机器id是否超过31 不能小于0
    		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;
    		this.sequence = sequence;
    	}
     
    	// 这个是核心方法，通过调用nextId()方法，让当前这台机器上的snowflake算法程序生成一个全局唯一的id
    	public synchronized long nextId() {
        
    		// 这儿就是获取当前时间戳，单位是毫秒
    		long timestamp = timeGen();
    		if (timestamp < lastTimestamp) {
        
     
    			System.err.printf(
    					"clock is moving backwards. Rejecting requests until %d.", lastTimestamp);
    			throw new RuntimeException(
    					String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds",
    							lastTimestamp - timestamp));
    		}
     
    		// 下面是说假设在同一个毫秒内，又发送了一个请求生成一个id
    		// 这个时候就得把seqence序号给递增1，最多就是4096
    		if (lastTimestamp == timestamp) {
        
     
    			// 这个意思是说一个毫秒内最多只能有4096个数字，无论你传递多少进来，
    			//这个位运算保证始终就是在4096这个范围内，避免你自己传递个sequence超过了4096这个范围
    			sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
    			//当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生ID
    			if (sequence == 0) {
        
    				timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
    			}
     
    		} else {
        
    			sequence = 0;
    		}
    		// 这儿记录一下最近一次生成id的时间戳，单位是毫秒
    		lastTimestamp = timestamp;
    		// 这儿就是最核心的二进制位运算操作，生成一个64bit的id
    		// 先将当前时间戳左移，放到41 bit那儿；将机房id左移放到5 bit那儿；将机器id左移放到5 bit那儿；将序号放最后12 bit
    		// 最后拼接起来成一个64 bit的二进制数字，转换成10进制就是个long型
    		return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) |
    				(datacenterId << datacenterIdShift) |
    				(workerId << workerIdShift) | sequence;
    	}
     
    	/**
    	 * 当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生ID
    	 * @param lastTimestamp
    	 * @return
    	 */
    	private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        
     
    		long timestamp = timeGen();
     
    		while (timestamp <= lastTimestamp) {
        
    			timestamp = timeGen();
    		}
    		return timestamp;
    	}
    	//获取当前时间戳
    	private long timeGen(){
        
    		return System.currentTimeMillis();
    	}
     
    	/**
    	 *  main 测试类
    	 * @param args
    	 */
    	public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        
    		System.out.println(1&4596);
    		System.out.println(2&4596);
    		System.out.println(6&4596);
    		System.out.println(6&4596);
    		System.out.println(6&4596);
    		System.out.println(6&4596);
    		IdWorkerUtil worker = new IdWorkerUtil(1,1,1);
    		for (int i = 0; i < 22; i++) {
        
    			System.out.println(worker.nextId());
    		}
    	}
    }

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