So implementieren Sie den Snowflake-Algorithmus in Golang

Snowflake ist ein verteilter ID-Generierungsalgorithmus von Twitter. Er verwendet die folgende Methode, um eine weltweit eindeutige ID zu generieren:

1. 64-Bit-ID, davon 1 ein Vorzeichenbit, 41 Zeitstempel und 10 Arbeitsmaschinen Die IDs , 12 sind Seriennummern.
2. Bei verteilten Systemen kann die globale Eindeutigkeit im Allgemeinen durch die Kombination von Zeitstempeln, Worker-Maschinen-IDs und Seriennummern gewährleistet werden.

In diesem Artikel stellen wir vor, wie man Snowflake in Golang implementiert.

1. Strukturen und Konstanten definieren

Zuerst müssen wir eine Struktur definieren, um die Daten im Snowflake-Algorithmus zu speichern, einschließlich Maschinen-ID, Seriennummer und dem Zeitstempel der zuletzt generierten ID.

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
}

Unter diesen verwenden wir Konstanten, um die Anzahl der Ziffern der einzelnen Daten, den Maximalwert, die Maske und andere Informationen darzustellen, um nachfolgende Berechnungen zu erleichtern.

2. Methode zur ID-Generierung implementieren

Als nächstes müssen wir eine Methode implementieren, um eine global eindeutige ID zu generieren. Der spezifische Vorgang ist wie folgt:

1. Erhalten Sie den aktuellen Zeitstempel. Wenn dieser kleiner als der Zeitstempel der zuletzt generierten ID ist, warten Sie, bis der Zeitstempel so aktualisiert wird, dass er größer als der Zeitstempel der zuletzt generierten ID ist.
2. Wenn der aktuelle Zeitstempel mit dem Zeitstempel der zuletzt generierten ID übereinstimmt, erhöhen Sie die Sequenznummer. Wenn die Sequenznummer den Maximalwert erreicht, warten Sie bis zum nächsten Zeitstempel.
3. Wenn der aktuelle Zeitstempel größer ist als der Zeitstempel der zuletzt generierten ID, setzen Sie die Sequenznummer zurück, zeichnen Sie den aktuellen Zeitstempel auf und generieren Sie eine ID.

Die spezifische Implementierung lautet wie folgt:

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
}

In der Implementierung verwenden wir UNIX-Zeitstempel, um die Zeit darzustellen, aber da der Zeitpunkt, an dem der Snowflake-Algorithmus IDs generiert, im Jahr 2017 beginnt, müssen wir einen festen Offsetwert von den Zeitstempeln subtrahieren (1483228800000).

3. Snowflake-Objekt initialisieren

Abschließend müssen wir ein Snowflake-Objekt initialisieren und die Maschinen-ID angeben. Die Maschinen-ID sollte eine Ganzzahl zwischen 0 und 1023 sein, und die IDs verschiedener Maschinen sind garantiert unterschiedlich.

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,
    }
}

In der obigen Implementierung haben wir die Zeitstempelfunktion und den Binäroperator in Golang verwendet, um die Eindeutigkeit und Kontinuität der ID sicherzustellen, und die Sequenznummer niedriger Ordnung stellt den Trend der steigenden ID sicher. Da Zeitstempel auf Millisekunden genau sind, kann der Snowflake-Algorithmus genügend IDs generieren, um ID-Konflikte in Szenarien mit hoher Parallelität zu vermeiden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo implementieren Sie den Snowflake-Algorithmus in Golang. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!