雪花算法原理
其核心思想就是:使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 ID。这 64 个 bit 中,其中 1 个 bit 是不用的,然后用其中的 41 bit 作为毫秒数,用 10 bit 作为工作机器 ID,12 bit 作为序列号。
- 第一个部分是 1 个 bit:0,这个是无意义的。
- 第二个部分是 41 个 bit:表示的是时间戳。
- 第三个部分是 5 个 bit:表示的是机房 ID,10001。
- 第四个部分是 5 个 bit:表示的是机器 ID,1 1001。
- 第五个部分是 12 个 bit:表示的序号,就是某个机房某台机器上这一毫秒内同时生成的 id 的序号,0000 00000000。
1 bit:是不用的,为啥呢?
因为二进制里第一个 bit 为如果是 1,那么都是负数,但是我们生成的 ID 都是正数,所以第一个 bit 统一都是 0。
41 bit:表示的是时间戳,单位是毫秒。
41 bit 可以表示的数字多达 2^41 - 1,也就是可以表示 2 ^ 41 - 1 个毫秒值,换算成年就是表示 69 年的时间。
10 bit:记录工作机器 ID。
代表的是这个服务最多可以部署在 2^10 台机器上,也就是 1024 台机器。
但是 10 bit 里 5 个 bit 代表机房 ID,5 个 bit 代表机器 ID。意思就是最多代表 2 ^ 5 个机房(32 个机房),每个机房里可以代表 2 ^ 5 个机器(32 台机器)
12 bit:这个是用来记录同一个毫秒内产生的不同 ID。
12 bit 可以代表的最大正整数是 2 ^ 12 - 1 = 4096,也就是说可以用这个 12 bit 代表的数字来区分同一个毫秒内的 4096 个不同的 ID。
简单来说,你的某个服务假设要生成一个全局唯一 ID,那么就可以发送一个请求给部署了 SnowFlake 算法的系统,由这个 SnowFlake 算法系统来生成唯一 ID。
这个 SnowFlake 算法系统首先肯定是知道自己所在的机房和机器的,比如机房 ID = 17,机器 ID = 12。
接着 SnowFlake 算法系统接收到这个请求之后,首先就会用二进制位运算的方式生成一个 64 bit 的 long 型 ID,64 个 bit 中的第一个 bit 是无意义的。
接着 41 个 bit,就可以用当前时间戳(单位到毫秒),然后接着 5 个 bit 设置上这个机房 ID,还有 5 个 bit 设置上机器 ID。
最后再判断一下,当前这台机房的这台机器上这一毫秒内,这是第几个请求,给这次生成 ID 的请求累加一个序号,作为最后的 12 个 bit。
- 高性能高可用:生成时不依赖于数据库,完全在内存中生成。
- 容量大:每秒钟能生成数百万的自增 ID。
- ID 自增:存入数据库中,索引效率高。
SnowFlake 算法的缺点:
依赖与系统时间的一致性,如果系统时间被回调,或者改变,可能会造成 ID 冲突或者重复。
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