Java分布式全局唯一Id:id生成要求、为什么不用UUID、生成分布式雪花Id

在分布式系统中生成全局唯一ID(Global Unique Identifier,GUID)是一个常见的需求。以下是几种可能的方法:

  1. 使用数据库的自增主键:适用于单点数据库,不适合分布式场景。
  2. 使用Redis的INCR命令:可以生成唯一的递增ID,但不保证全局唯一。
  3. 使用UUID:虽然可以生成全局唯一ID,但不适合作为数据库索引。
  4. 使用雪花算法(Snowflake):结合时间戳、机器ID和序列号生成唯一ID,适合分布式系统。

为什么不用UUID:

  • UUID生成的ID过长,不适合作为数据库索引。
  • UUID的随机性不够,不适合安全敏感的应用场景。

生成分布式雪花Id的Java代码示例:




public class SnowflakeIdGenerator {
 
    private final long twepoch = 1288834974657L; // 起始时间戳
    private final long workerIdBits = 5L; // 机器ID所占的位数
    private final long datacenterIdBits = 5L; // 数据中心ID所占的位数
    private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits); // 机器ID的最大值
    private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits); // 数据中心ID的最大值
    private final long sequenceBits = 12L; // 序列号所占的位数
    private final long workerIdShift = sequenceBits; // 机器ID向左移多少位
    private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits; // 数据中心ID向左移多少位
    private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits; // 时间戳向左移多少位
    private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits); // 序列号的掩码
 
    private long workerId; // 机器ID
    private long datacenterId; // 数据中心ID
    private long sequence = 0L; // 序列号
    private long lastTimestamp = -1L; // 上一次时间戳
 
    public SnowflakeIdGenerator(long workerId, long datacenterId) {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("worker Id can't be greater than %d or less than 0");
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0");
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
    }
 
    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
        }
 
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
     

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