MySQL为id选择合适的数据类型(2)-木庄网络博客

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为了提供数据库层的高可用，需要对数据库使用多主模式进行部署，对于每个数据库来说要保证生成的号段不重复，这就需要利用最开始的思路，再在刚刚的数据库表中增加起始值和步长，比如如果现在是两台MySQL，那么:
mysql_01将生成号段（1,1001]，自增的时候序列为1，3，4，5，7…
mysql_02将生成号段（2,1002]，自增的时候序列为2，4，6，8，10…

具体实现代码可以参照：tinyid

雪花算法

数据库自增ID模式、数据库多主模式、号段模式三种方式都是基于自增的思想；下面可以简单理解一下雪花算法的思想。
snowflake是twitter开源的分布式ID生成算法，是一种算法，所以它和上面的三种生成分布式ID机制不太一样，它不依赖数据库。

核心思想是：分布式ID固定是一个long型的数字，一个long型占8个字节，也就是64个bit，原始snowflake算法中对于bit的分配如下图：

第一个bit位是标识部分，在java中由于long的最高位是符号位，正数是0，负数是1，一般生成的ID为正数，所以固定为0。
时间戳部分占41bit，这个是毫秒级的时间，一般实现上不会存储当前的时间戳，而是时间戳的差值（当前时间-固定的开始时间），这样可以使产生的ID从更小值开始；41位的时间戳可以使用69年，(1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年
工作机器id占10bit，这里比较灵活，比如，可以使用前5位作为数据中心机房标识，后5位作为单机房机器标识，可以部署1024个节点。
序列号部分占12bit，支持同一毫秒内同一个节点可以生成4096个ID

根据这个算法的逻辑，只需要将这个算法用Java语言实现出来，封装为一个工具方法，那么各个业务应用可以直接使用该工具方法来获取分布式ID，只需保证每个业务应用有自己的工作机器id即可，而不需要单独去搭建一个获取分布式ID的应用。它也不依赖数据库。

具体代码实现

package com.yeming.tinyid.application;

import static java.lang.System.*;

/**
 * @author yeming.gao
 * @Description: 雪花算法实现
 * <p>
 * SnowFlake算法用来生成64位的ID，刚好可以用long整型存储，能够用于分布式系统中生产唯一的ID，
 * 并且生成的ID有大致的顺序。 在这次实现中，生成的64位ID可以分成5个部分：
 * 0 - 41位时间戳 - 5位数据中心标识 - 5位机器标识 - 12位序列号
 * @date 2020/07/28 16:15
 */
public class SnowFlake {
    /**
     * 起始的时间戳
     */
    private static final long START_STMP = 1480166465631L;

    /**
     * 机器标识占用的位数
     */
    private static final long MACHINE_BIT = 5;
    /**
     * 数据中心占用的位数
     */
    private static final long DATACENTER_BIT = 5;
    /**
     * 序列号占用的位数
     */
    private static final long SEQUENCE_BIT = 12;

    /**
     * 机器标识最大值
     */
    private static final long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
    /**
     * 数据中心最大值
     */
    private static final long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
    /**
     * 序列号最大值
     */
    private static final long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
    /**
     * 每一部分向左的位移
     */
    private static final long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private static final long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
    private static final long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;

    private long datacenterId; //数据中心
    private long machineId; //机器标识
    private long sequence = 0L; //序列号
    private long lastStmp = -1L;//上一次时间戳

    private SnowFlake(long datacenterId, long machineId) {
        if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("datacenterId can't be greater than MAX_DATACENTER_NUM or less than 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");
        }
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.machineId = machineId;
    }

    /**
     * 产生下一个ID
     *
     * @return long
     */
    private synchronized long nextId() {
        long currStmp = System.currentTimeMillis();
        if (currStmp < lastStmp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
        }
        if (currStmp == lastStmp) {
            //相同毫秒内，序列号自增
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            //同一毫秒的序列数已经达到最大
            if (sequence == 0L) {
                currStmp = getNextMill();
            }
        } else {
            //不同毫秒内，序列号置为0
            sequence = 0L;
        }
        lastStmp = currStmp;
        return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
                | datacenterId << DATACENTER_LEFT //数据中心部分
                | machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分
                | sequence; //序列号部分
    }

    private long getNextMill() {
        long mill = System.currentTimeMillis();
        while (mill <= lastStmp) {
            mill = System.currentTimeMillis();
        }
        return mill;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(2, 3);
        //数据中心标识最大值
        long maxDatacenterNum = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
        //机器标识最大值
        long maxMachineNum = ~(-1L << MACHINE_BIT);
        //序列号最大值
        long maxSequence = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
        out.println("数据中心标识最大值:" + maxDatacenterNum + ";机器标识最大值:" + maxMachineNum + ";序列号最大值:" + maxSequence);
        for (int i = 0; i < (1 << 12); i++) {
            out.println(snowFlake.nextId());
        }
    }
}

雪花算法可以参照：