高併發環境下生成訂單唯一流水號方法:SnowFlake
阿新 • • 發佈:2019-02-20
業務需求:
- 訂單號不能重複
- 訂單號沒有規則,即編碼規則不能加入任何和公司運營相關的數
- 據,外部人員無法通過訂單ID猜測到訂單量。不能被遍歷。
- 訂單號長度固定,且不能太長
- 易讀,易溝通,不要出現數字字母換亂現象
- 生成耗時
關於訂單號的生成,一些比較簡單的方案: - 資料庫自增長ID
優勢:無需編碼
缺陷:
大表不能做水平分表,否則插入刪除時容易出現問題
高併發下插入資料需要加入事務機制
在業務操作父、子表(關聯表)插入時,先要插入父表,再插入子表 - 時間戳+隨機數
優勢:編碼簡單
缺陷:隨機數存在重複問題,即使在相同的時間戳下。每次插入資料庫前需要校驗下是否已經存在相同的數值。 - 時間戳+會員ID
優勢:同一時間,一個使用者不會存在兩張訂單
缺陷:會員ID也會透露運營資料,雞生蛋,蛋生雞的問題 - GUID/UUID
優勢:簡單
劣勢:使用者不友好,索引關聯效率較低。
- 今天要分享的方案:來自twitter的SnowFlake
Twitter-Snowflake演算法產生的背景相當簡單,為了滿足Twitter每秒上萬條訊息的請求,每條訊息都必須分配一條唯一的id,這些id還需要一些大致的順序(方便客戶端排序),並且在分散式系統中不同機器產生的id必須不同.Snowflake演算法核心把時間戳,工作機器id,序列號(毫秒級時間41位+機器ID 10位+毫秒內序列12位)組合在一起。
- 在上面的字串中,第一位為未使用(實際上也可作為long的符號位),接下來的41位為毫秒級時間,然後5位datacenter標識位,5位機器ID(並不算識別符號,實際是為執行緒標識),然後12位該毫秒內的當前毫秒內的計數,加起來剛好64位,為一個Long型。
除了最高位bit標記為不可用以外,其餘三組bit佔位均可浮動,看具體的業務需求而定。預設情況下41bit的時間戳可以支援該演算法使用到2082年,10bit的工作機器id可以支援1023臺機器,序列號支援1毫秒產生4095個自增序列id。
詳細參考:
- 今天要分享的方案:來自twitter的SnowFlake
import java.math.BigInteger;
/**
* 42位的時間字首+10位的節點標識+12位的sequence避免併發的數字(12位不夠用時強制得到新的時間字首)
* <p>
* <b>對系統時間的依賴性非常強,需要關閉ntp的時間同步功能,或者當檢測到ntp時間調整後,拒絕分配id。
*
* @author sumory.wu
* @date 2012-2-26 下午6:40:28
*/
public class IdWorker {
private final long workerId;
private final long snsEpoch = 1330328109047L;// 起始標記點,作為基準
private long sequence = 0L;// 0,併發控制
private final long workerIdBits = 10L;// 只允許workid的範圍為:0-1023
private final long maxWorkerId = -1L ^ -1L << this.workerIdBits;// 1023,1111111111,10位
private final long sequenceBits = 12L;// sequence值控制在0-4095
private final long workerIdShift = this.sequenceBits;// 12
private final long timestampLeftShift = this.sequenceBits + this.workerIdBits;// 22
private final long sequenceMask = -1L ^ -1L << this.sequenceBits;// 4095,111111111111,12位
private long lastTimestamp = -1L;
public IdWorker(long workerId) {
super();
if (workerId > this.maxWorkerId || workerId < 0) {// workid < 1024[10位:2的10次方]
throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", this.maxWorkerId));
}
this.workerId = workerId;
}
public synchronized long nextId() throws Exception {
long timestamp = this.timeGen();
if (this.lastTimestamp == timestamp) {// 如果上一個timestamp與新產生的相等,則sequence加一(0-4095迴圈),下次再使用時sequence是新值
//System.out.println("lastTimeStamp:" + lastTimestamp);
this.sequence = this.sequence + 1 & this.sequenceMask;
if (this.sequence == 0) {
timestamp = this.tilNextMillis(this.lastTimestamp);// 重新生成timestamp
}
}
else {
this.sequence = 0;
}
if (timestamp < this.lastTimestamp) {
System.out.println("Clock moved backwards.Refusing to generate id for "+(this.lastTimestamp - timestamp)+"milliseconds.");
throw new Exception(String.format("Clock moved backwards.Refusing to generate id for %d milliseconds", (this.lastTimestamp - timestamp)));
}
this.lastTimestamp = timestamp;
// 生成的timestamp
return timestamp - this.snsEpoch << this.timestampLeftShift | this.workerId << this.workerIdShift | this.sequence;
}
/**
* 保證返回的毫秒數在引數之後
*
* @param lastTimestamp
* @return
*/
private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
long timestamp = this.timeGen();
while (timestamp <= lastTimestamp) {
timestamp = this.timeGen();
}
return timestamp;
}
/**
* 獲得系統當前毫秒數
*
* @return
*/
private long timeGen() {
return System.currentTimeMillis();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
IdWorker iw1 = new IdWorker(1);
IdWorker iw2 = new IdWorker(2);
IdWorker iw3 = new IdWorker(3);
// System.out.println(iw1.maxWorkerId);
// System.out.println(iw1.sequenceMask);
System.out.println("---------------------------");
long workerId = 1L;
long twepoch = 1330328109047L;
long sequence = 0L;// 0
long workerIdBits = 10L;
long maxWorkerId = -1L ^ -1L << workerIdBits;// 1023,1111111111,10位
long sequenceBits = 12L;
long workerIdShift = sequenceBits;// 12
long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits;// 22
long sequenceMask = -1L ^ -1L << sequenceBits;// 4095,111111111111,12位
long ct = System.currentTimeMillis();// 1330328109047L;//
System.out.println(ct);
System.out.println(ct - twepoch);
System.out.println(ct - twepoch << timestampLeftShift);// 左移22位:*2的22次方
System.out.println(workerId << workerIdShift);// 左移12位:*2的12次方
System.out.println("哈哈");
System.out.println(ct - twepoch << timestampLeftShift | workerId << workerIdShift);
long result = ct - twepoch << timestampLeftShift | workerId << workerIdShift | sequence;// 取時間的低40位 | (小於1024:只有12位)的低12位 | 計算的sequence
System.out.println(result);
System.out.println("---------------");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("IdWorker 01:"+iw1.nextId());
System.out.println("IdWorker 02:"+iw2.nextId());
System.out.println("IdWorker 03:"+iw3.nextId());
}
}
}