JS 雪花算法生成随机 ID

生成一个随机的 ID 有很多种做法，比如说 GUID 和 UUID。但如果想要有序，可以插入数据库中做数字主键，那就有了雪花算法。雪花算法得到的是个比较大的数字，比较大，而 JS 中 Number 类型的最大值 Number.MAX_SAFE_INTEGER：9007199254740991，那这样运算会溢出。所幸的是网上有很多 BigInt 的类库，现在 ES10 标准就包括了它，并且 Chrome 67 也实现了支持。

原理

下图出自理解分布式id生成算法

SnowFlake算法生成id的结果是一个64bit大小的整数，它的结构如下图：

代码

var Snowflake = (function() {
    function Snowflake(_workerId, _dataCenterId, _sequence) {
        this.twepoch = 1288834974657n;
        //this.twepoch = 0n;
        this.workerIdBits = 5n;
        this.dataCenterIdBits = 5n;
        this.maxWrokerId = -1n ^ (-1n << this.workerIdBits); // 值为：31
        this.maxDataCenterId = -1n ^ (-1n << this.dataCenterIdBits); // 值为：31
        this.sequenceBits = 12n;
        this.workerIdShift = this.sequenceBits; // 值为：12
        this.dataCenterIdShift = this.sequenceBits + this.workerIdBits; // 值为：17
        this.timestampLeftShift = this.sequenceBits + this.workerIdBits + this.dataCenterIdBits; // 值为：22
        this.sequenceMask = -1n ^ (-1n << this.sequenceBits); // 值为：4095
        this.lastTimestamp = -1n;
        //设置默认值,从环境变量取
        this.workerId = 1n;
        this.dataCenterId = 1n;
        this.sequence = 0n;
        if (this.workerId > this.maxWrokerId || this.workerId < 0) {
            throw new Error('_workerId must max than 0 and small than maxWrokerId-[' + this.maxWrokerId + ']');
        }
        if (this.dataCenterId > this.maxDataCenterId || this.dataCenterId < 0) {
            throw new Error('_dataCenterId must max than 0 and small than maxDataCenterId-[' + this.maxDataCenterId + ']');
        }

        this.workerId = BigInt(_workerId);
        this.dataCenterId = BigInt(_dataCenterId);
        this.sequence = BigInt(_sequence);
    }
    Snowflake.prototype.tilNextMillis = function(lastTimestamp) {
        var timestamp = this.timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = this.timeGen();
        }
        return BigInt(timestamp);
    };
    Snowflake.prototype.timeGen = function() {
        return BigInt(Date.now());
    };
    Snowflake.prototype.nextId = function() {
        var timestamp = this.timeGen();
        if (timestamp < this.lastTimestamp) {
            throw new Error('Clock moved backwards. Refusing to generate id for ' +
                (this.lastTimestamp - timestamp));
        }
        if (this.lastTimestamp === timestamp) {
            this.sequence = (this.sequence + 1n) & this.sequenceMask;
            if (this.sequence === 0n) {
                timestamp = this.tilNextMillis(this.lastTimestamp);
            }
        } else {
            this.sequence = 0n;
        }
        this.lastTimestamp = timestamp;
        return ((timestamp - this.twepoch) << this.timestampLeftShift) |
            (this.dataCenterId << this.dataCenterIdShift) |
            (this.workerId << this.workerIdShift) |
            this.sequence;
    };
    return Snowflake;
}());

注意代码中的 this.twepoch = 1288834974657n;。如果 ((timestamp - 1288834974657) << 32) 超过long类型数据范围，怎么办？可以保证69年不超，1288834974657这个初始值是可以设置的。

使用如下

console.time();
var tempSnowflake = new Snowflake(1n, 1n, 0n);
var tempIds = [];
for (var i = 0; i < 10000; i++) {
    var tempId = tempSnowflake.nextId();
    console.log(tempId);
    if (tempIds.indexOf(tempId) < 0) {
        tempIds.push(tempId);
    }
}
console.log(tempIds.length);
console.timeEnd();

附录-GUID/UUID

原文：https://www.cnblogs.com/snandy/p/3261754.html

全局唯一标识符（GUID，Globally Unique Identifier）也称作 UUID(Universally Unique IDentifier) 。

GUID是一种由算法生成的二进制长度为128位的数字标识符。GUID 的格式为“xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx”，其中的 x 是 0-9 或 a-f 范围内的一个32位十六进制数。在理想情况下，任何计算机和计算机集群都不会生成两个相同的GUID。

GUID 的总数达到了2^{128（3.4×10}38）个，所以随机生成两个相同GUID的可能性非常小，但并不为0。GUID一词有时也专指微软对UUID标准的实现。

function guid() {
    return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, function(c) {
        var r = Math.random() * 16 | 0, v = c == 'x' ? r : (r&0x3 | 0x8);
        return v.toString(16);
    });
}

由于在Java中64bit的整数是long类型，所以在Java中SnowFlake算法生成的id就是long来存储的。

SnowFlake可以保证：

• 所有生成的id按时间趋势递增
• 整个分布式系统内不会产生重复id（因为有datacenterId和workerId来做区分）