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/** 業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線(xiàn)的時(shí)間 2024-10-01 0:0:0，41位最多可以表示約69.7年 */
private static final long twepoch = 1727712000000L;
/**
* 生成下一個(gè)唯一的ID
*
* @return 下一個(gè)唯一的ID
* @throws RuntimeException 如果系統(tǒng)時(shí)鐘回退，則拋出RuntimeException異常
*/
public synchronized long nextId() {
    long now = getTimestamp(); // 獲取時(shí)間戳
    // 時(shí)鐘回退處理：如果當(dāng)前時(shí)間小于上一次ID生成的時(shí)間戳
    if (now < lastTimestamp) {
        //最多支持1.5秒以?xún)?nèi)的回?fù)埽?500毫秒），否則拋出異常
        long offset = lastTimestamp - now;
        if(offset<=1500) {
            try {
                offset = offset<<2;//等待2兩倍的時(shí)間
                Thread.sleep(offset);
                now = getTimestamp();
                //還是小，拋異常
                if (now < lastTimestamp) {
                    throw new RuntimeException(String.format("時(shí)鐘回?fù)埽瑹o(wú)法生成ID %d milliseconds", lastTimestamp - now));
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
    // 如果是同一時(shí)間生成的，則進(jìn)行毫秒內(nèi)序列
    if (lastTimestamp == now) {
        //毫秒級(jí)順序號(hào)，使用掩碼4095取低12位的數(shù)，限制自增取值在1~4095之間，（掩碼4095表示二進(jìn)制12位均為1的值，即：1111 1111 1111）
        sequence = (sequence + 1) & 4095;
        //溢出
        if (sequence == 0) {
            //毫秒內(nèi)序列溢出，等待到下一毫秒再繼續(xù)
            now = getNextMillis(now);
        }
    } else {
        //置0之前，序列號(hào)在同一時(shí)間并發(fā)后自增到這里說(shuō)明時(shí)間不同了，版本號(hào)所以置0
        sequence = 0;
    }
    lastTimestamp = now;
    /*
    * 長(zhǎng)度64位，其中：
    * 1位符號(hào)位，0正數(shù)，1負(fù)數(shù)
    * 41位毫秒級(jí)時(shí)間戳，41111111111111111111111111111
    * 10位機(jī)器ID，11 1111 1111
    * 12位序列號(hào)，1111 1111 1111
    * */
    long id = ((now - twepoch) << 22) | (workerId << 12) | sequence;
    return id;
}

/**
 * workId使用IP生成
 * @return workId
 */
private int getWorkId() {
    try {
        String hostAddress = SystemInfo.getHostAddress();
        int[] ints = StringUtils.toCodePoints(hostAddress);
        int sums = 0;
        for (int b : ints) {
            sums = sums + b;
        }
        return (sums % 1024);
    } catch (UnknownHostException ex) {
        ex.printStackTrace();
        // 失敗就隨機(jī)生成
        return RandomUtils.nextInt(0, 1024);
    }
}

long now = getTimestamp(); // 獲取時(shí)間戳
// 如果是同一時(shí)間生成的，則進(jìn)行毫秒內(nèi)序列
if (lastTimestamp == now) {
    //毫秒級(jí)順序號(hào)，使用掩碼4095取低12位的數(shù)，限制自增取值在1~4095之間，（掩碼4095表示二進(jìn)制12位均為1的值，即：1111 1111 1111）
    sequence = (sequence + 1) & 4095;
    //溢出
    if (sequence == 0) {
        //毫秒內(nèi)序列溢出，等待到下一毫秒再繼續(xù)
        now = getNextMillis(now);
    }
} else {
    //置0之前，序列號(hào)在同一時(shí)間并發(fā)后自增到這里說(shuō)明時(shí)間不同了，版本號(hào)所以置0
    sequence = 0;
}
lastTimestamp = now;

/*
* 長(zhǎng)度64位，其中：
* 1位符號(hào)位，0正數(shù)，1負(fù)數(shù)
* 41位毫秒級(jí)時(shí)間戳，41111111111111111111111111111
* 10位機(jī)器ID，11 1111 1111
* 12位序列號(hào)，1111 1111 1111
* */
long id = ((now - twepoch) << 22) | (workerId << 12) | sequence;

/** 業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線(xiàn)的時(shí)間 2024-10-01 0:0:0，41位最多可以表示約69.7年 */
private static final long twepoch = 1727712000000L;
/**
 * 將長(zhǎng)整型ID解碼為字符串格式
 *
 * @param id 需要解碼的長(zhǎng)整型ID
 * @return 解碼后的字符串，格式為"時(shí)間戳\t序列號(hào)\t工作機(jī)ID\t中心ID"
 */
public static String idDecode(long id) {
    long sequence = id & 4095; //取低12位的數(shù)
    long workerId = (id >> 10) & 1023;//左移后取低10位的數(shù)
    long time = (id >> 22); //左移后取低41位的數(shù)
    return MessageFormat.format("time:{0,number,#}\treq:{1}\twid:{2}\t{3}"
            , time
            , sequence
            , workerId
            , getDataTime(time));
}
private static String getDataTime(long timeInterval) {
    var timestamp = twepoch+timeInterval;
    var date = new Date(timestamp);
    SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
    var dtStr = format.format(date);
    return dtStr;
}

import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.net.UnknownHostException;
import java.text.MessageFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class SnowflakeIdUtil {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SnowflakeIdUtil.class.getName());
    /** 業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線(xiàn)的時(shí)間 2024-10-01 0:0:0，41位最多可以表示約69.7年 */
    private static final long twepoch = 1727712000000L;
    /** 毫秒內(nèi)序列 */
    private long sequence = 0L;
    /** 機(jī)器ID */
    private int workerId;
    /** 上次生成ID的時(shí)間戳 */
    private long lastTimestamp = -1L;
    private volatile static SnowflakeIdUtil instance = null;

    public void setWorkerId(int workerId) {
        if (workerId > 1023 || workerId < 0)
            throw new IllegalArgumentException("workerId must be between 0 and 1023");
        this.workerId = workerId;
    }


    /**
     * SnowflakeIdUtil 類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)
     *
     * @throws IllegalArgumentException 如果傳入的 workerId 或 datacenterId 不在 0 到 31 的范圍內(nèi)，則拋出此異常
     */
    private SnowflakeIdUtil() {
        workerId = getWorkId();
    }


    /**
     * 獲取 SnowflakeIdUtil 的單例對(duì)象。
     * 此方法首先獲取工作機(jī)器ID和數(shù)據(jù)中心ID，然后使用這兩個(gè)ID調(diào)用另一個(gè) getInstance 方法來(lái)獲取 SnowflakeIdUtil 的單例對(duì)象。
     * @return 返回 SnowflakeIdUtil 的單例對(duì)象。
     */
    public static SnowflakeIdUtil getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SnowflakeIdUtil.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SnowflakeIdUtil();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

    /**
     * workId使用IP生成
     * @return workId
     */
    private int getWorkId() {
        try {
            String hostAddress = SystemInfo.getHostAddress();
            int[] ints = StringUtils.toCodePoints(hostAddress);
            int sums = 0;
            for (int b : ints) {
                sums = sums + b;
            }
            return (sums % 1024);
        } catch (UnknownHostException ex) {
            ex.printStackTrace();
            // 失敗就隨機(jī)生成
            return RandomUtils.nextInt(0, 1024);
        }
    }

    /**
     * 生成下一個(gè)唯一的ID
     *
     * @return 下一個(gè)唯一的ID
     * @throws RuntimeException 如果系統(tǒng)時(shí)鐘回退，則拋出RuntimeException異常
     */
    public synchronized long nextId() {
        long now = getTimestamp(); // 獲取時(shí)間戳
        // 時(shí)鐘回退處理：如果當(dāng)前時(shí)間小于上一次ID生成的時(shí)間戳
        if (now < lastTimestamp) {
            //最多支持1.5秒以?xún)?nèi)的回?fù)埽?500毫秒），否則拋出異常
            long offset = lastTimestamp - now;
            if(offset<=1500) {
                try {
                    offset = offset<<2;//等待2兩倍的時(shí)間
                    Thread.sleep(offset);
                    now = getTimestamp();
                    //還是小，拋異常
                    if (now < lastTimestamp) {
                        throw new RuntimeException(String.format("時(shí)鐘回?fù)?，無(wú)法生成ID %d milliseconds", lastTimestamp - now));
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
        // 如果是同一時(shí)間生成的，則進(jìn)行毫秒內(nèi)序列
        if (lastTimestamp == now) {
            //毫秒級(jí)順序號(hào)，使用掩碼4095取低12位的數(shù)，限制自增取值在1~4095之間，（掩碼4095表示二進(jìn)制12位均為1的值，即：1111 1111 1111）
            sequence = (sequence + 1) & 4095;
            //溢出
            if (sequence == 0) {
                //毫秒內(nèi)序列溢出，等待到下一毫秒再繼續(xù)
                now = getNextMillis(now);
            }
        } else {
            //置0之前，序列號(hào)在同一時(shí)間并發(fā)后自增到這里說(shuō)明時(shí)間不同了，版本號(hào)所以置0
            sequence = 0;
        }
        lastTimestamp = now;
        /*
        * 長(zhǎng)度64位，其中：
        * 1位符號(hào)位，0正數(shù)，1負(fù)數(shù)
        * 41位毫秒級(jí)時(shí)間戳，41111111111111111111111111111
        * 10位機(jī)器ID，11 1111 1111
        * 12位序列號(hào)，1111 1111 1111
        * */
        long id = ((now - twepoch) << 22) | (workerId << 12) | sequence;
        return id;
    }

    /**
     * 將長(zhǎng)整型ID解碼為字符串格式
     *
     * @param id 需要解碼的長(zhǎng)整型ID
     * @return 解碼后的字符串，格式為"時(shí)間戳\t序列號(hào)\t工作機(jī)ID\t中心ID"
     */
    public static String idDecode(long id) {
        long sequence = id & 4095; //取低12位的數(shù)
        long workerId = (id >> 10) & 1023;//左移后取低10位的數(shù)
        long time = (id >> 22); //左移后取低41位的數(shù)
        return MessageFormat.format("time:{0,number,#}\treq:{1}\twid:{2}\t{3}"
                , time
                , sequence
                , workerId
                , getDataTime(time));
    }

    private static String getDataTime(long timeInterval) {
        var timestamp = twepoch+timeInterval;
        var date = new Date(timestamp);
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
        var dtStr = format.format(date);
        return dtStr;
    }


    protected long getTimestamp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    // 等待下一個(gè)毫秒,直到獲得新的時(shí)間戳
    protected long getNextMillis(long lastTimestamp) {
        //logger.info("wait until next millis : "+lastTimestamp);
        long timestamp = getTimestamp();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = getTimestamp();
        }
        return timestamp;
    }
}

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;
import org.springframework.util.Assert;

import java.text.MessageFormat;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.TreeMap;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class IdUtilTest {
    /**
     * 測(cè)試SnowflakeId生成器的并發(fā)性能
     *
     * @throws InterruptedException 如果線(xiàn)程在等待時(shí)被中斷，則拋出InterruptedException異常
     */
    @Test
    public void snowflakTest() throws InterruptedException {
        var trehadCount = 30;
        var loopCount = 100000;
        var debug = true;
        var unique = new ConcurrentHashMap<Long,String>();
        var duplicates  = new TreeMap<Long,String>();
        System.out.println("線(xiàn)程："+trehadCount+"\t每個(gè)線(xiàn)程循環(huán)次數(shù)："+loopCount+"");
        Runnable runnable = () -> {
            var start = System.currentTimeMillis();
            for(int i = 0; i < loopCount; i++) {
                var id = SnowflakeIdUtil.getInstance().nextId();
                if(debug) {
                    if (unique.containsKey(id)) {
                        duplicates.put(id, Thread.currentThread().getName());
                    } else {
                        unique.put(id, Thread.currentThread().getName());
                    }
                }
            }
            var timecost = System.currentTimeMillis() - start;
            System.out.println(timecost+"\t"+Thread.currentThread().getName());
        };
        List<Thread> threads = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < trehadCount; i++) {
            Thread thread = new Thread(runnable);
            threads.add(thread);
        }
        for(Thread thread : threads) {
            thread.start();
            thread.join();
        }
        System.out.println("---------------------------- 統(tǒng)計(jì)結(jié)果");
        System.out.println("計(jì)劃生成個(gè)數(shù)："+trehadCount*loopCount);
        System.out.println("不重復(fù)ID個(gè)數(shù)："+unique.size());
        System.out.println("重復(fù)ID個(gè)數(shù)："+duplicates.size());
        System.out.println("---------------------------- 重復(fù)ID");
        for(var id : duplicates.keySet()) {
            System.out.println(MessageFormat.format("id:{0}\t->\t| DECODE:{1}\t| thread:{2}\t{3}"
                    ,id
                    ,SnowflakeIdUtil.idDecode(id)
                    ,unique.get(id)
                    ,duplicates.get(id)));
        }
        Assert.isTrue(duplicates.size() == 0, "重復(fù)ID個(gè)數(shù)不為0");
    }
    @Test
    public void snowflakIdDecodTest(){
        for(var i=0;i<100;i++){
            var id = SnowflakeIdUtil.getInstance().nextId();
            var idDecode = SnowflakeIdUtil.idDecode(id);
            System.out.println("id:" + id+"\t->\t"+idDecode);
        }
    }
}

線(xiàn)程：30	每個(gè)線(xiàn)程循環(huán)次數(shù)：100000
185	Thread-0
63	Thread-1
26	Thread-2
57	Thread-3
25	Thread-4
26	Thread-5
24	Thread-6
103	Thread-7
55	Thread-8
26	Thread-9
35	Thread-10
25	Thread-11
25	Thread-12
25	Thread-13
26	Thread-14
135	Thread-15
25	Thread-16
25	Thread-17
42	Thread-18
27	Thread-19
25	Thread-20
26	Thread-21
25	Thread-22
40	Thread-23
49	Thread-24
50	Thread-25
27	Thread-26
75	Thread-27
32	Thread-28
27	Thread-29
---------------------------- 統(tǒng)計(jì)結(jié)果
計(jì)劃生成個(gè)數(shù)：3000000
不重復(fù)ID個(gè)數(shù)：3000000
重復(fù)ID個(gè)數(shù)：0
---------------------------- 重復(fù)ID