文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

如何在Golang中实现Snowflake算法

2023-05-14 21:06

关注

Snowflake是Twitter开源的一个分布式ID生成算法,采用了以下的方式生成全局唯一的ID:

  1. 64位ID,其中1个为符号位,41个为时间戳,10个为工作机器ID,12个为序列号。
  2. 对于分布式系统,一般可以通过将时间戳、工作机器ID和序列号结合起来来保证全局唯一性。

在本文中,我们将介绍如何在Golang中实现Snowflake。

  1. 定义结构体和常量

首先,我们需要定义一个结构体来保存Snowflake算法中的数据,包括机器ID、序列号以及上一次生成ID的时间戳等信息。

const (
    workerIdBits     = 10  // 机器ID位数
    sequenceBits     = 12  // 序列号位数
    workerIdMax      = -1 ^ (-1 << workerIdBits) // 最大机器ID
    sequenceMask     = -1 ^ (-1 << sequenceBits) // 序列号掩码
    timeShiftBits    = workerIdBits + sequenceBits // 时间戳左移位数
    workerIdShift    = sequenceBits               // 机器ID左移位数
)

type Snowflake struct {
    lastTimestamp uint64
    workerId      uint16
    sequence      uint16
}

其中,我们使用了常量来表示各个数据的位数以及最大值和掩码等信息,方便后续的计算。

  1. 实现ID生成方法

接下来,我们需要实现一个方法来生成全局唯一的ID。具体流程如下:

  1. 获取当前时间戳,如果小于上一次生成ID的时间戳,等待直到时间戳更新为大于上一次生成ID的时间戳。
  2. 如果当前时间戳等于上一次生成ID的时间戳,增加序列号,如果序列号达到最大值,等待到下一个时间戳。
  3. 如果当前时间戳大于上一次生成ID的时间戳,重置序列号并记录当前时间戳,并生成ID。

具体实现如下:

func (s *Snowflake) NextId() uint64 {
    var currTimestamp = uint64(time.Now().UnixNano() / 1e6)

    if currTimestamp < s.lastTimestamp {
        panic("Invalid timestamp")
    }

    if currTimestamp == s.lastTimestamp {
        s.sequence = (s.sequence + 1) & sequenceMask
        if s.sequence == 0 {
            currTimestamp = s.waitNextMillis(currTimestamp)
        }
    } else {
        s.sequence = 0
    }

    s.lastTimestamp = currTimestamp

    return ((currTimestamp - 1483228800000) << timeShiftBits) |
            (uint64(s.workerId) << workerIdShift) |
            uint64(s.sequence)
}

func (s *Snowflake) waitNextMillis(currTimestamp uint64) uint64 {
    for currTimestamp <= s.lastTimestamp {
        currTimestamp = uint64(time.Now().UnixNano() / 1e6)
    }
    return currTimestamp
}

在实现中,我们使用了UNIX时间戳来表示时间,但是由于Snowflake算法生成ID的时间从2017年开始,因此我们需要将时间戳减去固定的偏移值(1483228800000)。

  1. 初始化Snowflake对象

最后,我们需要初始化一个Snowflake对象,并指定机器ID。机器ID应该是一个在0到1023之间的整数,并且保证不同机器的ID不同。

func New(workerId int) *Snowflake {
    if workerId < 0 || workerId > workerIdMax {
        panic(fmt.Sprintf("Invalid worker ID, must be in [%d, %d]", 0, workerIdMax))
    }

    return &Snowflake{
        lastTimestamp: 0,
        workerId:      uint16(workerId),
        sequence:      0,
    }
}

在以上实现中,我们使用了Golang中的时间戳函数和二进制运算符,保证了ID的唯一性和连续性,并且低位的序列号保证了ID的趋势递增。由于时间戳精确到毫秒级别,因此在高并发的场景下,Snowflake算法可以生成足够多的ID,避免ID冲突。

以上就是如何在Golang中实现Snowflake算法的详细内容,更多请关注编程网其它相关文章!

阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯