a.twitter的雪花算法的计算由来

雪花算法是由 Twitter 公司开源的可在分布式系统中产生一个全局唯一 ID 的算法。最初 Twitter 把存储系统从 MySQL 迁移到 Cassandra，因为 Cassandra 没有顺序ID生成机制，所以开发了这样一套全局唯一ID生成服务。

「雪花算法」采用64bit作为id生成类型，并且将64bit划分为，如下图的几段
1.Twitter的Snowflake 算法 - 图1

  • 第一个bit位是标识部分，在java中由于long的最高位是符号位，正数是0，负数是1，一般生成的ID为正数，所以固定为0
  • 时间戳部分占41bit，这个是毫秒级的时间，一般实现上不会存储当前的时间戳，而是时间戳的差值（当前时间-固定的开始时间），这样可以使产生的ID从更小值开始；41位的时间戳可以使用69年，(1L << 41) / (1000L 60 60 24 365) = 69年
  • 工作机器id占10bit，这里比较灵活，比如，可以使用前5位作为数据中心机房标识，后5位作为单机房机器标识，可以部署1024个节点
  • 工作机器id占10bit，这里比较灵活，比如，可以使用前5位作为数据中心机房标识，后5位作为单机房机器标识，可以部署1024个节点
  • 12 bit，记录同一时间（毫秒）内产生的不同 id，也就是说同一毫秒内可以产生4096个不同 id

    b.遇到的问题—时钟回拨（重点）

    分布式情况下，需要保证各个系统时间⼀致，如果服务器的时钟回拨，就会导致⽣成的 id 重复

雪花算法的时间回拨问题

时间回拨问题是指系统在运行过程中，可能由于网络时间校准或者人工设置，导致系统时间主动或被动地跳回到过去的某个时间：
image.png
由于雪花算法重度依赖机器的当前时间，所以一旦发生时间回拨，将有可能导致生成的 ID 可能与此前已经生成的某个 ID 重复（前提是刚好在同一毫秒生成 ID 时序列号也刚好一致），这就是雪花算法最经常讨论的问题——时间回拨。

时间回拨解决方法

  1. 对workId配置默认值，比如在配置文件上使用配置
    1. spring.shardingsphere.sharding.tables.traffic.key-generator.props.worker.id=1
  • 使⽤MybatisPlus的配置,TrafficDO类配置 
    @TableId(value = "id", type =IdType.ASSIGN_ID)
默认实现类为DefaultIdentifierGenerator雪花算法
  1. 使⽤**Sharding-Jdbc**配置⽂件,注释DO类⾥⾯的id分配策略 （个人采用方案）
    #id⽣成策略
key-generator:
column: id
props:
 worker:
   id: 0
#id⽣成策略
type: SNOWFLAKE
    优化版本：
  • 在启动时给每个服务分配不同的workId, 引⼊redis/zk都⾏，缺点就是多了依赖
  • 启动程序的时候，通过JVM参数去控制，覆盖变量 ```java @Configuration public class SnowFlakeWordIdConfig { /**
  • 动态指定sharding jdbc 的雪花算法中的属性work.id属 性* 通过调⽤System.setProperty()的⽅式实现,可⽤容器的 id 或者机器标识位
  • workId最⼤值 1L << 100，就是1024，即 0<= workId < 1024
  • {@link SnowflakeShardingKeyGenerator#getWorkerId()} / static { try {
      InetAddress ip4 = Inet4Address.getLocalHost();
  String addressIp = ip4.getHostAddress();
  System.setProperty("workerId",(Math.abs(addressIp.hashCode())%1024)+"");
  } catch (UnknownHostException e) {
      throw new BizException(BizCodeEnum.OPS_NETWORK_ADDRESS_ERROR);
  }
    } } ``` image.png

  • 配置

    #id⽣成策略
key-generator:
column: id
props:
  worker:
    id: ${workerId}
#id⽣成策略
type: SNOWFLAKE

    shardingjdbc-Snowflake⾥⾯解决时间回拨问题

    image.png

  • 利⽤Sharding-Jdbc封装id⽣成器

    /**
* @author fanwei
* @version 1.0.0
* @ClassName IDUtil.java
* @Description 雪花主键生成器
* @createTime 2022年03月18日 17:17:00
*/
public class IDUtil {

  private static SnowflakeShardingKeyGenerator snowflakeShardingKeyGenerator = new SnowflakeShardingKeyGenerator();

  public static Comparable<?> geneSnowFlakeID(){
      return snowflakeShardingKeyGenerator.generateKey();
  }
}


N.视屏教程

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截取资料

  1. Twitter Snowflake 算法
  2. 从一次 Snowflake 异常说起
  3. 多时钟解决雪花算法的时间回拨问题