Go雪花算法的作用領域及實現(xiàn)方法示例

更新時間：2023年10月24日 11:52:18 作者：楓瀟瀟兮

這篇文章主要為大家介紹了Go雪花算法的作用領域及實現(xiàn)方法示例詳解,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪

什么是雪花算法

雪花算法（Snowflake）是Twitter開源的一種分布式系統(tǒng)唯一ID生成策略，其核心思想是利用41位作為毫秒數(shù)，5位作為數(shù)據(jù)中心的ID，5位作為機器ID，12位作為毫秒內(nèi)的序列號，這樣可以保證每毫秒內(nèi)可以產(chǎn)生多達4096個ID，整個結構如下：1位標識位 + 時間戳41位 + 數(shù)據(jù)中心5位 + 機器5位 + 序列號12位。這種算法可以保證全局唯一性。

雪花算法的作用領域

雪花算法主要用于分布式系統(tǒng)或大型并發(fā)系統(tǒng)中，為了解決全局唯一標識符（ID）的生成問題。這些領域包括但不限于：

訂單號生成系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫的主鍵生成
分布式緩存中的key生成
分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的唯一性確認
在大型互聯(lián)網(wǎng)或者中型軟件系統(tǒng)中，生成全局唯一ID的場景等。

Go如何實現(xiàn)雪花算法

方式一：引入三方庫

引入包

go get -u github.com/bwmarrin/snowflake

實現(xiàn)代碼

package main
import (
  "fmt"
  "github.com/bwmarrin/snowflake"
)
func main() {
  node, err := snowflake.NewNode(1)
  if err != nil {
    fmt.Println(err)
    return
  }
  id := node.Generate()
  fmt.Println(id)
}

這個例子先創(chuàng)建了一個snowflake節(jié)點，然后生成一個ID。

注意：這個庫所用的雪花算法有些許與原始算法對位寬的分配有所不同，Twitter版本是 1位標識 + 時間戳41位 + 數(shù)據(jù)中心5位 + 機器5位 + 序列號12位。而bwmarrin庫版本是 snowflake.NodeBits=10，snowflake.StepBits=12，即數(shù)據(jù)中心和機器ID共占10位，序列號占12位。

方式二：實現(xiàn)源碼

package main
import (
  "fmt"
  "sync"
  "time"
)
const (
  epoch     int64 = 1526285084378           // 設置起始時間（這里一般是項目上線時間）
  timestampBits = uint(41)                  // 時間戳占41位
  machineBits   = uint(5)                   // 機器位占5位
  sequenceBits  = uint(12)                  // 序列號占12位
  machineMax    = int64(-1) ^ (int64(-1) << machineBits)  // 機器標識最大值
  sequenceMask  = int64(-1) ^ (int64(-1) << sequenceBits) // 序列號最大值
  machineShift  = sequenceBits              // 機器碼左移位數(shù)
  timestampShift = machineBits + sequenceBits // 時間戳左移位數(shù)
)
var (
  machineID  int64
  sequence   int64
  lastTimestamp int64
  lock sync.Mutex
)
func NextID() int64 {
  lock.Lock()
  defer lock.Unlock()
  timestamp := time.Now().UnixNano() / int64(time.Millisecond)
  if timestamp < lastTimestamp {
    panic("invalid timestamp")
  }
  if timestamp == lastTimestamp {
    sequence = (sequence + 1) & sequenceMask
    if sequence == 0 {
      timestamp = waitNextMillisecond(lastTimestamp)
    }
  } else {
    sequence = 0
  }
  lastTimestamp = timestamp
  return ((timestamp - epoch) << timestampShift) | (machineID << machineShift) | sequence
}
func waitNextMillisecond(last int64) int64 {
  timestamp := time.Now().UnixNano() / int64(time.Millisecond)
  for timestamp <= last {
    timestamp = time.Now().UnixNano() / int64(time.Millisecond)
  }
  return timestamp
}
func main() {
  fmt.Println(NextID())
}

注意，這只是一個簡化版的雪花算法。在生產(chǎn)環(huán)境中，你需要處理亂序和時鐘回撥問題，以及考慮數(shù)據(jù)中心和機器標識的生成問題。此外，epoch時間需要你自己設定，一般設置為系統(tǒng)上線的時間。

以上就是Go雪花算法的作用領域及實現(xiàn)方法示例的詳細內(nèi)容，更多關于Go 雪花算法的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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