cn.bif.common.SnowFlake Maven / Gradle / Ivy
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package cn.bif.common;
import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.commons.lang3.SystemUtils;
import java.net.Inet4Address;
import java.net.UnknownHostException;
public class SnowFlake {
// 起始的时间戳，这个时间戳可以是你的系统初始时间，一般取当前时间戳
private final static long START_TIMESTAMP = 1672502400000L; // 2023-01-01 00:00:00
// 每一部分占用的位数，可以根据自己的需求进行调整，这里是按照默认的占位数进行分配
private final static long SEQUENCE_BIT = 12; // 序列号占用的位数
private final static long MACHINE_BIT = 5; // 机器标识占用的位数
private final static long DATA_CENTER_BIT = 5; // 数据中心占用的位数
// 每一部分的最大值，可以根据占用的位数进行计算得到
private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
private final static long MAX_DATA_CENTER_NUM = ~(-1L << DATA_CENTER_BIT);
// 每一部分向左的位移，计算出来的值是为了后面生成 ID 做准备
private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
private final static long DATA_CENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
private final static long TIMESTAMP_LEFT = DATA_CENTER_LEFT + DATA_CENTER_BIT;
private long dataCenterId; // 数据中心 ID
private long machineId; // 机器 ID
private long sequence = 0L; // 序列号
private long lastTimeStamp = -1L; // 上一次时间戳
private static SnowFlake idWorker;
static {
long workerId = getWorkId();
long dataCenterId = getDataCenterId();
// System.out.println("workerId = "+ workerId+ " , dataCenterId = "+ dataCenterId);
idWorker = new SnowFlake(workerId, dataCenterId);
}
/**
* 构造方法
* @param dataCenterId 数据中心 ID
* @param machineId 机器 ID
* */
public SnowFlake(long dataCenterId, long machineId) {
if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_NUM || dataCenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException("数据中心标识不能大于等于 " + MAX_DATA_CENTER_NUM + " 或小于 0");
}
if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
throw new IllegalArgumentException("机器标识不能大于等于 " + MAX_MACHINE_NUM + " 或小于 0");
}
this.dataCenterId = dataCenterId;
this.machineId = machineId;
}
/**
* 雪花算法核心方法
* 通过调用 nextId() 方法，让当前这台机器上的 snowflake 算法程序生成一个全局唯一的 id
* */
public synchronized long nextId() {
// 获取系统当前时间戳
long currentTimeStamp = getSystemCurrentTimeMillis();
if (currentTimeStamp < lastTimeStamp) {
throw new RuntimeException("时钟向后移动，拒绝生成雪花算法ID");
}
if (currentTimeStamp == lastTimeStamp) {
// 当前毫秒内，序列号自增
sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
// 序列号超出范围，需要等待下一毫秒
if (sequence == 0L) {
// 获取下一毫秒
currentTimeStamp = getNextMill(lastTimeStamp);
}
} else {
// 不同毫秒内，序列号置为 0
sequence = 0L;
}
lastTimeStamp = currentTimeStamp;
// 使用位运算生成最终的 ID
return (currentTimeStamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT
| dataCenterId << DATA_CENTER_LEFT
| machineId << MACHINE_LEFT
| sequence;
}
/**
* 获取系统当前时间戳
* @return 当前时间(毫秒)
*/
private long getSystemCurrentTimeMillis() {
return System.currentTimeMillis();
}
/**
* 获取下一毫秒
* 当某一毫秒的时间，产生的 id 数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生 ID
* @param lastTimestamp 上次生成 ID 的时间截
* @return 当前时间戳
*/
private long getNextMill(long lastTimestamp) {
long timeMillis = getSystemCurrentTimeMillis();
while(timeMillis <= lastTimestamp){
timeMillis = getSystemCurrentTimeMillis();
}
return timeMillis;
}
private static long getWorkId(){
try {
String hostAddress = Inet4Address.getLocalHost().getHostAddress();
// System.out.println("hostAddress: " + hostAddress);
int[] ints = StringUtils.toCodePoints(hostAddress);
int sums = 0;
for(int b : ints){
sums += b;
}
return (long)(sums % 32);
} catch (UnknownHostException e) {
// 如果获取失败，则使用随机数备用
return RandomUtils.nextLong(0, 32);
}
}
private static long getDataCenterId(){
// System.out.println("hostName: " + SystemUtils.getHostName());
int[] ints = StringUtils.toCodePoints(SystemUtils.getHostName());
int sums = 0;
for (int i: ints) {
sums += i;
}
return (long)(sums % 32);
}
/**
* 静态工具类
*
* @return
*/
public static Long generateId(){
return idWorker.nextId();
}
/**
* 测试类
*/
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 30; i++){
System.out.println("数据中心1，雪花算法 ID：" + SnowFlake.generateId());
System.out.println("数据中心2，雪花算法 ID：" + SnowFlake.generateId());
System.out.println("数据中心3，雪花算法 ID：" + SnowFlake.generateId());
}
}
}