go-snowflake：分布式系统ID生成算法Snowflake的Go语言版本（转载）

原文：https://gitee.com/GuaikOrg/go-snowflake

Snowflake简介

在单机系统中我们会使用自增id作为数据的唯一id，自增id在数据库中有利于排序和索引，但是在分布式系统中如果还是利用数据库的自增id会引起冲突，自增id非常容易被爬虫爬取数据。在分布式系统中有使用uuid作为数据唯一id的，但是uuid是一串随机字符串，所以它无法被排序。

Twitter设计了Snowflake算法为分布式系统生成ID,Snowflake的id是int64类型，它通过datacenterId和workerId来标识分布式系统，下面看下它的组成：

1bit	41bit	5bit	5bit	12bit
符号位（保留字段）	时间戳(当前时间-纪元时间)	数据中心id	机器id	自增序列

算法简介

在使用Snowflake生成id时，首先会计算时间戳timestamp（当前时间 - 纪元时间），如果timestamp数据超过41bit则异常。同样需要判断datacenterId和workerId不能超过5bit(0-31)，在处理自增序列时，如果发现自增序列超过12bit时需要等待，因为当前毫秒下12bit的自增序列被用尽，需要进入下一毫秒后自增序列继续从0开始递增。

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🚀 快速开始

🕹 克隆 & 运行

git clone https://github.com/GUAIK-ORG/go-snowflake.git

go run main.go

💾 安装 & 导入

go get github.com/GUAIK-ORG/go-snowflake

// 在项目中导入模块
import "github.com/GUAIK-ORG/go-snowflake/snowflake"

⚠️注意事项

• 在多实例（多个snowflake对象）的并发环境下，请确保每个实例（datacenterid，workerid）的唯一性，否则生成的ID可能冲突。

📊 测试

本机测试：

参数	配置
OS	MacBook Pro (13-inch, Late 2016, Four Thunderbolt 3 Ports)
CPU	2.9 GHz 双核Intel Core i5
RAM	8 GB 2133 MHz LPDDR3

测试代码

func TestLoad() {
    var wg sync.WaitGroup
    s, err := snowflake.NewSnowflake(int64(0), int64(0))
    if err != nil {
        glog.Error(err)
        return
    }
    var check sync.Map
    t1 := time.Now()
    for i := 0; i < 200000; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            val := s.NextVal()
            if _, ok := check.Load(val); ok {
                // id冲突检查
                glog.Error(fmt.Errorf("error#unique: val:%v", val))
                return
            }
            check.Store(val, 0)
            if val == 0 {
                glog.Error(fmt.Errorf("error"))
                return
            }
        }()
    }
    wg.Wait()
    elapsed := time.Since(t1)
    glog.Infof("generate 20k ids elapsed: %v", elapsed)
}

🗂 使用说明

创建Snowflake对象

// NewSnowflake(datacenterid, workerid int64) (*Snowflake, error)
// 参数1 (int64): 数据中心ID (可用范围:0-31)
// 参数2 (int64): 机器ID    (可用范围:0-31)
// 返回1 (*Snowflake): Snowflake对象 | nil
// 返回2 (error): 错误码
s, err := snowflake.NewSnowflake(int64(0), int64(0))
if err != nil {
    glog.Error(err)
    return
}

生成唯一ID

s, err := snowflake.NewSnowflake(int64(0), int64(0))
// ......
// (s *Snowflake) NextVal() int64
// 返回1 (int64): 唯一ID
id := s.NextVal()
// ......

通过ID获取数据中心ID与机器ID

// ......
// GetDeviceID(sid int64) (datacenterid, workerid int64)
// 参数1 (int64): 唯一ID
// 返回1 (int64): 数据中心ID
// 返回2 (int64): 机器ID
datacenterid, workerid := snowflake.GetDeviceID(id))

通过ID获取时间戳（创建ID时的时间戳 - epoch）

// ......
// GetTimestamp(sid int64) (timestamp int64)
// 参数1 (int64): 唯一ID
// 返回1 (int64): 从epoch开始计算的时间戳
t := snowflake.GetTimestamp(id)

通过ID获取生成ID时的时间戳

// ......
// GetGenTimestamp(sid int64) (timestamp int64)
// 参数1 (int64): 唯一ID
// 返回1 (int64): 唯一ID生成时的时间戳
t := snowflake.GetGenTimestamp(id)

通过ID获取生成ID时的时间（精确到：秒）

// ......
// GetGenTime(sid int64)
// 参数1 (int64): 唯一ID
// 返回1 (string): 唯一ID生成时的时间
tStr := snowflake.GetGenTime(id)

查看时间戳字段使用占比（41bit能存储的范围：从epoch开始往后69年）

// ......
// GetTimestampStatus() (state float64)
// 返回1 (float64): 时间戳字段使用占比（范围 0.0 - 1.0）
status := snowflake.GetTimestampStatus()