【v2020.1022】給大家一個唯一ID的簡單生成解決方案

大家在實際項目中對數據ID的生成肯定每次都會糾結？

糾結一：如果用數據庫的自增模式導致今后的分庫分表無法分布式，如果要分布式，是不是考慮步長吧

糾結二：如果用GUID/UUID方式雖然簡單也可分布式，但可能在有些數據庫中索引效率肯定沒有數字類型的索引效率高

糾結三：如果用redis的數字自增模式，考慮到肯定要自己做開發整合，還需考慮redis今后的吞吐承受能力，需要你額外的集群部署來增加吞吐量，那你還要掌握redis的運維知識

糾正四：利用第三方框架生成唯一ID，比如ZK，或者大公司的專門的ID開源框架，這個是不是你要去熟悉學習的成本

 說了這么多，那我們正式談談我對這塊的解決方案，我經歷過大大小小的項目，也每次討論數據表里的業務ID怎么去生成，我目前最近經手的項目最簡單的方式是用雪花算法，但原有的雪花算法會生成出比較長的一個數字ID，那我們就稍微改造一下唄。

改造點：其實就是把時間間隔差縮短，自然而然生成的ID位數就小了，直接貼代碼給各位看看

1、把唯一時間戳調整一下

 

 

2、把當前的間隔時間戳調整一下

 完工，這個生成的唯一ID數字相對已經比較短了，如果再把TimeGen的時間加大生成出來可能不是你們期望的，你們可以試試哦！

最終的生成ID效果圖給各位看看

大家完全不用擔心ID生成重復，只要控制好workId，就能生成唯一性

接下來說一下如何運用到項目中

大家可能覺得運用不就是很簡單嘛，實際寫到代碼里調用可以了。但我說的是運用的意思是如何用好它，首先你的項目一開始沒有考慮分布式機制，單純的就是一個API或者服務能處理一套業務流程，那就比較簡單的在項目里調用可以了；

如果准備考慮部署N多個同場景的業務處理服務，並且可能跨多服務器集群部署，那可以把ID生成獨立做成微服務，並且也可以負載它，並且控制好workId，那就大功告成了。

建議：生成后的ID，完全可以當主鍵KEY，也可以當作業務單來運用實際的業務流程中（比如訂單號、流水單號等，如果區分單據那還可以加上你的自定義前綴字母）

那就貼出調整后的雪花算法的代碼，希望給大家有所幫助，如有什么問題，可評論留言，今后有什么好東西我也繼續分享給各位，也請大家多多指教，互相學習。

 

    public class IdWorker
    {
        //機器ID
        //private static long _workerId;
        private static readonly long _twepoch = 687888001020L; //唯一時間，這是一個避免重復的隨機量，自行設定不要大於當前時間戳
        //private static readonly long _twepoch = 637353357826273090L;
        private static long _sequence;
        private static int workerIdBits = 4; //機器碼字節數。4個字節用來保存機器碼(定義為Long類型會出現，最大偏移64位，所以左移64位沒有意義)
        public static long MaxWorkerId = -1L ^ -1L << workerIdBits; //最大機器ID
        private static int sequenceBits = 10; //計數器字節數，10個字節用來保存計數碼
        private static readonly int _workerIdShift = sequenceBits; //機器碼數據左移位數，就是后面計數器占用的位數
        private static readonly int _timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits; //時間戳左移動位數就是機器碼和計數器總字節數
        public static long SequenceMask = -1L ^ -1L << sequenceBits; //一微秒內可以產生計數，如果達到該值則等到下一微妙在進行生成
        private static long _lastTimestamp = -1L;
        private static readonly object _locker = new object();

        /// <summary>
        /// 機器碼
        /// </summary>
        /// <param name="workerId"></param>
        public IdWorker(long workerId=1)
        {
            //if (workerId > MaxWorkerId || workerId < 0)
                //throw new Exception($"worker Id can't be greater than {workerId} or less than 0 ");
            //_workerId = workerId;
        }

        public static long NextId(long workerId)
        {
            lock (_locker)
            {
                long timestamp = TimeGen();
                if (_lastTimestamp == timestamp)
                { //同一微妙中生成ID
                    _sequence = (_sequence + 1) & SequenceMask; //用&運算計算該微秒內產生的計數是否已經到達上限
                    if (_sequence == 0)
                    {
                        //一微妙內產生的ID計數已達上限，等待下一微妙
                        timestamp = TillNextMillis(_lastTimestamp);
                    }
                }
                else
                { //不同微秒生成ID
                    _sequence = 0; //計數清0
                }
                if (timestamp < _lastTimestamp)
                { //如果當前時間戳比上一次生成ID時時間戳還小，拋出異常，因為不能保證現在生成的ID之前沒有生成過
                    throw new Exception($"Clock moved backwards.  Refusing to generate id for {_lastTimestamp - timestamp} milliseconds");
                }
                _lastTimestamp = timestamp; //把當前時間戳保存為最后生成ID的時間戳
                long nextId = (timestamp - _twepoch << _timestampLeftShift) | workerId << _workerIdShift | _sequence;
                return nextId;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 獲取下一微秒時間戳
        /// </summary>
        /// <param name="lastTimeStamp"></param>
        /// <returns></returns>
        private static long TillNextMillis(long lastTimeStamp)
        {
            long timestamp = TimeGen();
            while (timestamp <= lastTimeStamp)
            {
                timestamp = TimeGen();
            }
            return timestamp;
        }

        /// <summary>
        /// 生成當前時間戳
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private static long TimeGen()
        {
            return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1998, 11, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
        }
    }

 

最后來一局感慨：簡單也是美！！！