雪花算法的原理與實現

簡介

雪花算法（SnowFlake）是Twitter開源的一種用於在分布式環境下生成全局唯一ID的算法。並且提供了該算法的滿足工業級要求的Scala實現，該項目已經不再更新，官方宣稱是因為該實現高度依賴Twitter內部的網絡基礎設施，所以不具備普適性。

原理

雪花算法是將一個64位的整數分成三個部分：

• 41個比特位表示生成ID時的時間戳（精確到毫秒），所以理論上可以使用69年。
• 10個比特位表示當前機器的編號，所以理論上可以支持1024台機器。
• 12個比特位表示當前時間戳下已生成的雪花ID數量，所以理論上一毫秒內可以產生4096個不同的ID。

因為在有些語言中最高位是符號位，所以不用。

在實際使用中，可以根據實際情況來對64個比特位進行划分，比如：集群中的機器數量超過1024台，那么可以給機器多分配一個比特位。

優缺點

先說說優點：

• 一毫秒內可以生成4096個ID，可以用69年， 可用性非常高。
• 因為在分布式集群中使用機器編號來作區分，所以不會重復。
• 時間戳是遞增的，機器編號也是遞增的，序列號也是遞增的，所以ID的整體趨勢是遞增的，又因為不重復，所以ID可以作為數據庫索引來提高查詢效率。

它的優點很明顯，缺點也同樣明顯：

• ID和時鍾是強綁定的，一旦時間出現回退，就會出現重復的ID。

算法實現

算法的實現，我放在了我的GitHub倉庫中：https://github.com/funtrin/toys