【v2020.1022】给大家一个唯一ID的简单生成解决方案

大家在实际项目中对数据ID的生成肯定每次都会纠结？

纠结一：如果用数据库的自增模式导致今后的分库分表无法分布式，如果要分布式，是不是考虑步长吧

纠结二：如果用GUID/UUID方式虽然简单也可分布式，但可能在有些数据库中索引效率肯定没有数字类型的索引效率高

纠结三：如果用redis的数字自增模式，考虑到肯定要自己做开发整合，还需考虑redis今后的吞吐承受能力，需要你额外的集群部署来增加吞吐量，那你还要掌握redis的运维知识

纠正四：利用第三方框架生成唯一ID，比如ZK，或者大公司的专门的ID开源框架，这个是不是你要去熟悉学习的成本

 说了这么多，那我们正式谈谈我对这块的解决方案，我经历过大大小小的项目，也每次讨论数据表里的业务ID怎么去生成，我目前最近经手的项目最简单的方式是用雪花算法，但原有的雪花算法会生成出比较长的一个数字ID，那我们就稍微改造一下呗。

改造点：其实就是把时间间隔差缩短，自然而然生成的ID位数就小了，直接贴代码给各位看看

1、把唯一时间戳调整一下

2、把当前的间隔时间戳调整一下

 完工，这个生成的唯一ID数字相对已经比较短了，如果再把TimeGen的时间加大生成出来可能不是你们期望的，你们可以试试哦！

最终的生成ID效果图给各位看看

大家完全不用担心ID生成重复，只要控制好workId，就能生成唯一性

接下来说一下如何运用到项目中

大家可能觉得运用不就是很简单嘛，实际写到代码里调用可以了。但我说的是运用的意思是如何用好它，首先你的项目一开始没有考虑分布式机制，单纯的就是一个API或者服务能处理一套业务流程，那就比较简单的在项目里调用可以了；

如果准备考虑部署N多个同场景的业务处理服务，并且可能跨多服务器集群部署，那可以把ID生成独立做成微服务，并且也可以负载它，并且控制好workId，那就大功告成了。

建议：生成后的ID，完全可以当主键KEY，也可以当作业务单来运用实际的业务流程中（比如订单号、流水单号等，如果区分单据那还可以加上你的自定义前缀字母）

那就贴出调整后的雪花算法的代码，希望给大家有所帮助，如有什么问题，可评论留言，今后有什么好东西我也继续分享给各位，也请大家多多指教，互相学习。

    public class IdWorker
    {
        //机器ID
        //private static long _workerId;
        private static readonly long _twepoch = 687888001020L; //唯一时间，这是一个避免重复的随机量，自行设定不要大于当前时间戳
        //private static readonly long _twepoch = 637353357826273090L;
        private static long _sequence;
        private static int workerIdBits = 4; //机器码字节数。4个字节用来保存机器码(定义为Long类型会出现，最大偏移64位，所以左移64位没有意义)
        public static long MaxWorkerId = -1L ^ -1L << workerIdBits; //最大机器ID
        private static int sequenceBits = 10; //计数器字节数，10个字节用来保存计数码
        private static readonly int _workerIdShift = sequenceBits; //机器码数据左移位数，就是后面计数器占用的位数
        private static readonly int _timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits; //时间戳左移动位数就是机器码和计数器总字节数
        public static long SequenceMask = -1L ^ -1L << sequenceBits; //一微秒内可以产生计数，如果达到该值则等到下一微妙在进行生成
        private static long _lastTimestamp = -1L;
        private static readonly object _locker = new object();

        /// <summary>
        /// 机器码
        /// </summary>
        /// <param name="workerId"></param>
        public IdWorker(long workerId=1)
        {
            //if (workerId > MaxWorkerId || workerId < 0)
                //throw new Exception($"worker Id can't be greater than {workerId} or less than 0 ");
            //_workerId = workerId;
        }

        public static long NextId(long workerId)
        {
            lock (_locker)
            {
                long timestamp = TimeGen();
                if (_lastTimestamp == timestamp)
                { //同一微妙中生成ID
                    _sequence = (_sequence + 1) & SequenceMask; //用&运算计算该微秒内产生的计数是否已经到达上限
                    if (_sequence == 0)
                    {
                        //一微妙内产生的ID计数已达上限，等待下一微妙
                        timestamp = TillNextMillis(_lastTimestamp);
                    }
                }
                else
                { //不同微秒生成ID
                    _sequence = 0; //计数清0
                }
                if (timestamp < _lastTimestamp)
                { //如果当前时间戳比上一次生成ID时时间戳还小，抛出异常，因为不能保证现在生成的ID之前没有生成过
                    throw new Exception($"Clock moved backwards.  Refusing to generate id for {_lastTimestamp - timestamp} milliseconds");
                }
                _lastTimestamp = timestamp; //把当前时间戳保存为最后生成ID的时间戳
                long nextId = (timestamp - _twepoch << _timestampLeftShift) | workerId << _workerIdShift | _sequence;
                return nextId;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 获取下一微秒时间戳
        /// </summary>
        /// <param name="lastTimeStamp"></param>
        /// <returns></returns>
        private static long TillNextMillis(long lastTimeStamp)
        {
            long timestamp = TimeGen();
            while (timestamp <= lastTimeStamp)
            {
                timestamp = TimeGen();
            }
            return timestamp;
        }

        /// <summary>
        /// 生成当前时间戳
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private static long TimeGen()
        {
            return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1998, 11, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
        }
    }

最后来一局感慨：简单也是美！！！