分布式系統為什么不用自增id，要用雪花算法生成id???

1.為什么數據庫id自增和uuid不適合分布式id

• id自增：當數據量龐大時，在數據庫分庫分表后，數據庫自增id不能滿足唯一id來標識數據；因為每個表都按自己節奏自增，會造成id沖突，無法滿足需求。              分庫分表：分表就是把一個表的數據放到多個表中，將一個庫的數據拆分到多個庫中
• uuid:UUID長且無序；主鍵應越短越好，無序會造成每一次UUID數據的插入都會對主鍵地城的b+樹進行很大的修改　 

  在時間上，1）uuid由於占用的內存更大，所以查詢、排序速度會相對較慢；2）在存儲過程中，自增長id由於主鍵的值是順序的，所以InnoDB把每一條記錄都存儲在上一條記錄的后面。當達到頁的最大填充因子時（innodb默認的最大填充因子為頁大小的15/16，留出部分空間用於以后修改），下一條記錄就會寫入新的頁面中。一旦數據按照這種方式加載，主鍵頁就會被順序的記錄填滿。而對於uuid，由於后面的值不一定比前面的值大，所以InnoDB並不能總是把新行插入的索引的后面，而是需要為新行尋找合適的位置（通常在已有行之間），並分配空間

SnowFlake雪花算法

SnowFlake算法是Twitter設計的一個可以在分布式系統中生成唯一的ID的算法，它可以滿足Twitter每秒上萬條消息ID分配的請求，這些消息ID是唯一的且有大致的遞增順序。

1位標識部分：在java中由於long的最高位是符號位，正數是0，負數是1，一般生成的ID為正數，所以為0；
41位時間戳部分：這個是毫秒級的時間，一般實現上不會存儲當前的時間戳，而是時間戳的差值（當前時間-固定的開始時間），這樣可以使產生的ID從更小值開始；41位的時間戳可以使用69年，(1L<< 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年；
10位節點部分：Twitter實現中使用前5位作為數據中心標識，后5位作為機器標識，可以部署1024個節點；
12位序列號部分：支持同一毫秒內同一個節點可以生成4096個ID。
整體上按照時間自增排序，並且整個分布式系統內不會產生ID碰撞，並且效率較高，經測試，SnowFlake每秒能夠產生26萬ID左右

package utils;

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.net.InetAddress;
import java.net.NetworkInterface;

/**
 * <p>名稱：IdWorker.java</p>
 * <p>描述：分布式自增長ID</p>
 * <pre>
 *     Twitter的 Snowflake　JAVA實現方案
 * </pre>
 * 核心代碼為其IdWorker這個類實現，其原理結構如下，我分別用一個0表示一位，用—分割開部分的作用：
 * 1||0---0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 --- 00000 ---00000 ---000000000000
 * 在上面的字符串中，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，
 * 然后5位datacenter標識位，5位機器ID（並不算標識符，實際是為線程標識），
 * 然后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。
 * 這樣的好處是，整體上按照時間自增排序，並且整個分布式系統內不會產生ID碰撞（由datacenter和機器ID作區分），
 * 並且效率較高，經測試，snowflake每秒能夠產生26萬ID左右，完全滿足需要。
 * <p>
 * 64位ID (42(毫秒)+5(機器ID)+5(業務編碼)+12(重復累加))
 *
 * @author Polim
 */
public class IdWorker {

    // 時間起始標記點，作為基准，一般取系統的最近時間（一旦確定不能變動）
    private final static long twepoch = 1288834974657L;
    // 機器標識位數
    private final static long workerIdBits = 5L;
    // 數據中心標識位數
    private final static long datacenterIdBits = 5L;
    // 機器ID最大值
    private final static long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    // 數據中心ID最大值
    private final static long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
    // 毫秒內自增位
    private final static long sequenceBits = 12L;
    // 機器ID偏左移12位
    private final static long workerIdShift = sequenceBits;
    // 數據中心ID左移17位
    private final static long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    // 時間毫秒左移22位
    private final static long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;

    private final static long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
    /* 上次生產id時間戳 */
    private static long lastTimestamp = -1L;
    // 0，並發控制
    private long sequence = 0L;

    private final long workerId;
    // 數據標識id部分
    private final long datacenterId;

    public IdWorker(){
        this.datacenterId = getDatacenterId(maxDatacenterId);
        this.workerId = getMaxWorkerId(datacenterId, maxWorkerId);
    }
    /**
     * @param workerId
     *            工作機器ID
     * @param datacenterId
     *            序列號
     */
    public IdWorker(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;
    }
    /**
     * 獲取下一個ID
     *
     * @return
     */
    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) {
            // 當前毫秒內，則+1
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            if (sequence == 0) {
                // 當前毫秒內計數滿了，則等待下一秒
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }
        lastTimestamp = timestamp;
        // ID偏移組合生成最終的ID，並返回ID
        long nextId = ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift)
                | (datacenterId << datacenterIdShift)
                | (workerId << workerIdShift) | sequence;

        return nextId;
    }

    private long tilNextMillis(final long lastTimestamp) {
        long timestamp = this.timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = this.timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    private long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * <p>
     * 獲取 maxWorkerId
     * </p>
     */
    protected static long getMaxWorkerId(long datacenterId, long maxWorkerId) {
        StringBuffer mpid = new StringBuffer();
        mpid.append(datacenterId);
        String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
        if (!name.isEmpty()) {
            /*
             * GET jvmPid
             */
            mpid.append(name.split("@")[0]);
        }
        /*
         * MAC + PID 的 hashcode 獲取16個低位
         */
        return (mpid.toString().hashCode() & 0xffff) % (maxWorkerId + 1);
    }

    /**
     * <p>
     * 數據標識id部分
     * </p>
     */
    protected static long getDatacenterId(long maxDatacenterId) {
        long id = 0L;
        try {
            InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
            NetworkInterface network = NetworkInterface.getByInetAddress(ip);
            if (network == null) {
                id = 1L;
            } else {
                byte[] mac = network.getHardwareAddress();
                id = ((0x000000FF & (long) mac[mac.length - 1])
                        | (0x0000FF00 & (((long) mac[mac.length - 2]) << 8))) >> 6;
                id = id % (maxDatacenterId + 1);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(" getDatacenterId: " + e.getMessage());
        }
        return id;
    }
}