一个新的雪花算法（雪花漂移）

2023-08-13 19:08:04

IdGenerator

介绍

用一种全新的雪花漂移算法，让ID更短、生成速度更快。
核心在于缩短ID长度的同时，还能保持每毫秒并发处理量（50W/0.1s），且能保持伸缩能力。

功能说明

1.ID更短，是传统算法的几倍，用50年都不会超过 js Number类型最大值。（默认配置WorkerId是6bit，自增数是6bit）

2.生成速度更快，0.1秒可生成50万个。（i7笔记本，默认算法配置6bit+6bit）

3.支持时间回拨处理。比如Linux服务器时间回拨1秒，本算法能自动适应生成临界时间的唯一ID。

4.支持手工插入新ID。当业务需要在历史时间生成新ID时，用本算法的预留位每秒能生成5000个。

5.漂移时对外异步发通知事件。让调用方确切知道算法漂移记录，Log并发调用量。

6.不依赖任何外部缓存和数据库。（但WorkerId必须由外部指定）

7.目前是C#版，很快会出java、php等版本。

文件说明

1.SnowWorkerM1.cs 是雪花漂移算法。

2.SnowWorkerM2.cs 是传统雪花算法。

效果

1.js Number 类型最大数值：9007199254740992，本算法在保持并发性能（5W+/0.01s）和最大64个WorkerId（6bit）的同时，能用70年才到 js Number Max 值。

2.增加WorkerId位数到8bit（128节点）时，15年达到 js Number Max 值。

3.极致性能：500W/1s。

4.所有测试数据均基于8代低压i7计算。

适用范围

1.小型、中型、大型需要全局唯一Id（不用Guid）的项目。

2.分布式项目。

3.不想将 Long 型转 String 给前端用的项目。（若前端支持bigint，则可不转类型）

大型分布式使用建议

1.可扩大 WorkerIdBitLength 到最多20位，支持 1,048,576 个节点，且不影响上述并发性能（50W/0.1s）。

2.采用中心化 IdGenerator 集群，给节点生成可用 Id 列表，存入 Redis 队列供节点消费。此时64个中心化节点数足够大型互联网项目使用。

如何处理时间回拨

1.当发生系统时间回拨的时候，算法采用过去时序的预留序数（0-5）生成新的ID。

2.默认每秒可生成100个（速度可调整）。

3.回拨生成的ID序号，默认靠前，也可以调整为靠后。

4.允许时间回拨至本算法预设基数（参数可调，默认大于1年）。

能用多久

1.在默认配置下，ID可用 71000 年不重复。

2.在支持 1024 个工作节点时，ID可用 4480 年不重复。

3.在支持 4096 个工作节点时，ID可用 1120 年不重复。

4.以上所有工作节点，均拥有 50W/0.1s 最大处理速度。

代理示例

雪花漂移算法

var options = new IdGeneratorOptions()
{
	// 设置WorkerId，默认最大2^16-1
	WorkerId = 1
};

var newId = new YitIdGenerator(options).NewLong();

传统雪花算法

var options = new IdGeneratorOptions()
{
	Method = 2,  // 默认1
	WorkerId = 1
};

var newId = new YitIdGenerator(options).NewLong();

options说明

options参数（Method、StartTime除外）只支持漂移算法，不支持传统雪花算法。

public class IdGeneratorOptions
{
    /// <summary>
    /// 雪花计算方法
    /// （1|2）
    /// </summary>
    public short Method { get; set; } = 1;

    /// <summary>
    /// 开始时间（UTC格式）
    /// 不能超过当前系统时间
    /// </summary>
    public DateTime StartTime { get; set; } = DateTime.MinValue;

    /// <summary>
    /// 机器码
    /// 与 WorkerIdBitLength 有关系
    /// </summary>
    public ushort WorkerId { get; set; } = 0;

    /// <summary>
    /// 机器码位长
    /// 范围：2-21（要求：序列数位长+机器码位长不超过22）。
    /// 建议范围：6-12。
    /// </summary>
    public byte WorkerIdBitLength { get; set; } = 6;

    /// <summary>
    /// 序列数位长
    /// 范围：2-21（要求：序列数位长+机器码位长不超过22）。
    /// 建议范围：6-14。
    /// </summary>
    public byte SeqBitLength { get; set; } = 6;

    /// <summary>
    /// 最大序列数（含）
    /// （由SeqBitLength计算的最大值）
    /// </summary>
    public int MaxSeqNumber { get; set; } = 0;

    /// <summary>
    /// 最小序列数（含）
    /// 默认11，不小于5，不大于MaxSeqNumber-2
    /// </summary>
    public ushort MinSeqNumber { get; set; } = 11;

    /// <summary>
    /// 最大漂移次数（含），
    /// 默认2000，推荐范围500-10000（与计算能力有关）
    /// </summary>
    public int TopOverCostCount { get; set; } = 2000;

生成的ID

默认配置：

WorkerId = 6	(最多64个工作节点)
SeqBitLength = 6

ID示例：

129053495681099        (默认配置运行运行1年)
387750301904971        (默认配置运行运行3年)
646093214093387        (默认配置运行运行5年)
9007199254740992       (js Number 最大值)

技术支持

开源地址：https://gitee.com/yitter/idgenerator

QQ群：646049993

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