Twitter-Snowflake算法产生的背景相当简单，为了满足Twitter每秒上万条消息的请求，每条消息都必须分配一条唯一的id，这些id还需要一些大致的顺序（方便客户端排序），并且在分布式系统中不同机器产生的id必须不同。
- 41位毫秒级时间戳
- 10为工作机器ID
严格意义上来说这个bit段的使用可以是进程级，机器级的话你可以使用MAC地址来唯一标示工作机器，工作进程级可以使用IP+Path来区分工作进程。如果工作机器比较少，可以使用配置文件来设置这个id是一个不错的选择，如果机器过多配置文件的维护是一个灾难性的事情。
- 12位自增ID
序列号就是一系列的自增id（多线程建议使用atomic），为了处理在同一毫秒内需要给多条消息分配id，若同一毫秒把序列号用完了，则“等待至下一毫秒”。
优点
- 基于内存，高性能高可用
- ID总体有序，入库性能好
缺点
- 依赖于系统时钟的一致性。如果某台机器的系统时钟回拨，有可能造成ID冲突，或者ID乱序。
Sequence 实现
/**
* <p>
* 分布式高效有序ID生产黑科技(sequence) <br>
* 优化开源项目：http://git.oschina.net/yu120/sequence
* </p>
*
* @author hubin
* @since 2016-08-18
*/
public class Sequence {
private static final Log logger = LogFactory.getLog(Sequence.class);
/**
* 时间起始标记点，作为基准，一般取系统的最近时间（一旦确定不能变动）
*/
private final long twepoch = 1288834974657L;
/**
* 机器标识位数
*/
private final long workerIdBits = 5L;
private final long datacenterIdBits = 5L;
private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
/**
* 毫秒内自增位
*/
private final long sequenceBits = 12L;
private final long workerIdShift = sequenceBits;
private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
/**
* 时间戳左移动位
*/
private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
private final long workerId;
/**
* 数据标识 ID 部分
*/
private final long datacenterId;
/**
* 并发控制
*/
private long sequence = 0L;
/**
* 上次生产 ID 时间戳
*/
private long lastTimestamp = -1L;
public Sequence() {
this.datacenterId = getDatacenterId(maxDatacenterId);
this.workerId = getMaxWorkerId(datacenterId, maxWorkerId);
}
/**
* <p>
* 有参构造器
* </p>
*
* @param workerId 工作机器 ID
* @param datacenterId 序列号
*/
public Sequence(long workerId, long datacenterId) {
Assert.isFalse(workerId > maxWorkerId || workerId < 0,
String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));
Assert.isFalse(datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0,
String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));
this.workerId = workerId;
this.datacenterId = datacenterId;
}
/**
* <p>
* 获取 maxWorkerId
* </p>
*/
protected static long getMaxWorkerId(long datacenterId, long maxWorkerId) {
StringBuilder mpid = new StringBuilder();
mpid.append(datacenterId);
String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
if (StringUtils.isNotEmpty(name)) {
/*
* GET jvmPid
*/
mpid.append(name.split(StringPool.AT)[0]);
}
/*
* MAC + PID 的 hashcode 获取16个低位
*/
return (mpid.toString().hashCode() & 0xffff) % (maxWorkerId + 1);
}
/**
* <p>
* 数据标识id部分
* </p>
*/
protected static long getDatacenterId(long maxDatacenterId) {
long id = 0L;
try {
InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
NetworkInterface network = NetworkInterface.getByInetAddress(ip);
if (network == null) {
id = 1L;
} else {
byte[] mac = network.getHardwareAddress();
if (null != mac) {
id = ((0x000000FF & (long) mac[mac.length - 1]) | (0x0000FF00 & (((long) mac[mac.length - 2]) << 8))) >> 6;
id = id % (maxDatacenterId + 1);
}
}
} catch (Exception e) {
logger.warn(" getDatacenterId: " + e.getMessage());
}
return id;
}
/**
* 获取下一个ID
*
* @return
*/
public synchronized long nextId() {
long timestamp = timeGen();
//闰秒
if (timestamp < lastTimestamp) {
long offset = lastTimestamp - timestamp;
if (offset <= 5) {
try {
wait(offset << 1);
timestamp = timeGen();
if (timestamp < lastTimestamp) {
throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", offset));
}
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
} else {
throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", offset));
}
}
if (lastTimestamp == timestamp) {
// 相同毫秒内，序列号自增
sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
if (sequence == 0) {
// 同一毫秒的序列数已经达到最大
timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
}
} else {
// 不同毫秒内，序列号置为 1 - 3 随机数
sequence = ThreadLocalRandom.current().nextLong(1, 3);
}
lastTimestamp = timestamp;
// 时间戳部分 | 数据中心部分 | 机器标识部分 | 序列号部分
return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift)
| (datacenterId << datacenterIdShift)
| (workerId << workerIdShift)
| sequence;
}
protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
long timestamp = timeGen();
while (timestamp <= lastTimestamp) {
timestamp = timeGen();
}
return timestamp;
}
protected long timeGen() {
return SystemClock.now();
}
}
