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基於snowflake的Id序列號生成器

背景

在分散式微服務系統中,通常需要全域性唯一的序列號,需求實現簡單高效,通常的做法可以用資料庫的自增id,UUID生成等。但資料庫自增id侷限在於依賴於資料庫表,在效率上有所折扣,尤其是高併發量的場景。而UUID一般比較長,關鍵是無序的。twitter的snowflake解決了這種需求,最初Twitter把儲存系統從MySQL遷移到Cassandra,因為Cassandra沒有順序ID生成機制,所以開發了這樣一套全域性唯一ID生成服務。

snowflake結構

Bits 名字 說明
1 符號位 0,通常不使用
41 時間戳 精確到毫秒數,支援 2 ^41 /365/24/60/60/1000=69.7年
10 工作程序編號 支援 1024 個程序
12 序列號 每毫秒從 0 開始自增,支援 4096 個編號

snowflake生成的ID整體上按照時間自增排序,一共加起來剛好64位,為一個Long型(轉換成字串後長度最多19)。並且整個分散式系統內不會產生ID碰撞(由datacenter和workerId作區分),工作效率較高,經測試snowflake每秒能夠產生26萬個ID。

應用與實現

定義介面KeyGenerator,有方法generateKey()。實現類DefaultKeyGenerator,是預設的id生成器。對於工作執行緒的確定,可以藉助通過 Zookeeper、Consul、Etcd 等提供分散式配置功能的中介軟體,也可以直接通過該機器的ip獲取工作程序編號。

目前,國內很多大型網際網路公司都是基於這種方式實現的id生成器,一些開元的分散式資料庫中介軟體也是基於此演算法實現資料庫主鍵的,比如myCat, sharding-JDBC等。