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:
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。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。
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。
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:
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。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。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)。
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。