编程语言的雪花算法怎么来的?

    作者:课课家教育更新于: 2019-09-06 14:48:28

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    分布式ID生成之雪花算法。JDk是整个java的核心,包括了Java运行环境(Java Runtime Envirnment),一些Java工具和Java的核心类库(Java API)。

    分布式唯一ID的方案有很多,本文主要讨论了雪花算法,组成结构大致分为了无效位、时间位、机器位和序列号位。

    唯一ID可以标识数据的唯一性,在分布式系统中生成唯一ID的方案有很多,常见的方式大概有以下三种:

    • 依赖数据库,使用如MySQL自增列或Oracle序列等。
    • UUID随机数
    • snowflake雪花算法(本文将要讨论)

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    一、数据库和UUID方案的不足之处

    采用数据库自增序列:

    • 读写分离时,只有主节点可以进行写操作,可能有单点故障的风险
    • 分表分库,数据迁移合并等比较麻烦

    UUID随机数:

    • 采用无意义字符串,没有排序
    • UUID使用字符串形式存储,数据量大时查询效率比较低

    二、关于雪花算法

    有这么一种说法,自然界中并不存在两片完全一样的雪花的。每一片雪花都拥有自己漂亮独特的形状、独一无二。雪花算法也表示生成的ID如雪花般独一无二。

    1. 雪花算法概述

    雪花算法生成的ID是纯数字且具有时间顺序的。其原始版本是scala版,后面出现了许多其他语言的版本如Java、C++等。

    2. 组成结构

    大致由:首位无效符、时间戳差值,机器(进程)编码,序列号四部分组成。

    3. 特点(自增、有序、适合分布式场景)

    • 时间位:可以根据时间进行排序,有助于提高查询速度。
    • 机器id位:适用于分布式环境下对多节点的各个节点进行标识,可以具体根据节点数和部署情况设计划分机器位10位长度,如划分5位表示进程位等。
    • 序列号位:是一系列的自增id,可以支持同一节点同一毫秒生成多个ID序号,12位的计数序列号支持每个节点每毫秒产生4096个ID序号

    snowflake算法可以根据项目情况以及自身需要进行一定的修改。

    三、雪花算法的缺点

    雪花算法在单机系统上ID是递增的,但是在分布式系统多节点的情况下,所有节点的时钟并不能保证不完全同步,所以有可能会出现不是全局递增的情况。

    四、总结

    分布式唯一ID的方案有很多,本文主要讨论了雪花算法,组成结构大致分为了无效位、时间位、机器位和序列号位。其特点是自增、有序、纯数字组成查询效率高且不依赖于数据库。适合在分布式的场景中应用,可根据需求调整具体实现细节。

    JDK(Java Development Kit)称为Java开发包或Java开发工具,是一个编写Java的Applet小程序和应用程序的程序开发环境。

    JDK是整个Java的核心,包括了Java运行环境(Java Runtime Envirnment),一些Java工具和Java的核心类库(Java API)。

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