SpringBoot自定义雪花算法生成ID的实现示例_Java

雪花算法（snowflake）是一种生成唯一id的分布式算法，由twitter推出。它能生成不重复的、有时间顺序的全局唯一id。一个典型的snowflake id由64位组成，通常划分如下：

1位符号位（始终为0，表示正数）
41位时间戳（毫秒级，表示当前时间相对于某个开始时间的偏移）
10位机器标识（通常分为数据中心id和机器id）
12位序列号（表示毫秒内的计数器）

下面是一个自定义的雪花算法来生成唯一的id。这个实现类似于twitter的snowflake算法，并考虑到了线程安全。

public class snowflakeidgenerator {

    // 起始时间戳（2020-01-01 00:00:00）
    private final long twepoch = 1577836800000l;

    // 每部分占用的位数
    private final long workeridbits = 5l;
    private final long datacenteridbits = 5l;
    private final long sequencebits = 12l;

    // 最大值
    private final long maxworkerid = -1l ^ (-1l << workeridbits);
    private final long maxdatacenterid = -1l ^ (-1l << datacenteridbits);

    // 位移
    private final long workeridshift = sequencebits;
    private final long datacenteridshift = sequencebits + workeridbits;
    private final long timestampleftshift = sequencebits + workeridbits + datacenteridbits;

    // 掩码
    private final long sequencemask = -1l ^ (-1l << sequencebits);

    private long workerid;
    private long datacenterid;
    private long sequence = 0l;
    private long lasttimestamp = -1l;

    public snowflakeidgenerator(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;
    }

    public synchronized long nextid() {
        long timestamp = timegen();

        if (timestamp < lasttimestamp) {
            throw new runtimeexception(string.format("clock moved backwards. refusing to generate id for %d milliseconds", lasttimestamp - timestamp));
        }

        if (lasttimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & sequencemask;
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilnextmillis(lasttimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0l;
        }

        lasttimestamp = timestamp;

        return ((timestamp - twepoch) << timestampleftshift)
                | (datacenterid << datacenteridshift)
                | (workerid << workeridshift)
                | sequence;
    }

    protected long tilnextmillis(long lasttimestamp) {
        long timestamp = timegen();
        while (timestamp <= lasttimestamp) {
            timestamp = timegen();
        }
        return timestamp;
    }

    protected long timegen() {
        return system.currenttimemillis();
    }

    public static void main(string[] args) {
        snowflakeidgenerator generator = new snowflakeidgenerator(1, 1);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            system.out.println(generator.nextid());
        }
    }
}

说明

初始化参数：
- twepoch：自定义的起始时间戳（可以是任意过去的时间），确保生成的id是唯一且有序的。
- workeridbits 和 datacenteridbits：分别表示工作节点id和数据中心id的位数（通常为5位）。
- sequencebits：表示序列号的位数（通常为12位）。
最大值计算：
- maxworkerid 和 maxdatacenterid：根据位数计算出的最大值，确保id在合理范围内。
位移量：
- workeridshift, datacenteridshift, timestampleftshift：用于将各部分数据移到正确的位置。
掩码：
- sequencemask：确保序列号在0到4095之间循环。
方法：
- nextid：生成唯一id，使用同步块确保线程安全。
- tilnextmillis：等待直到下一毫秒。
- timegen：获取当前时间戳。