分散型ユニークIDジェネレータTwitterのSnowflake idworker javaバージョン

6943 ワード

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.net.InetAddress;
import java.net.NetworkInterface;

/**
 * IdWorker.java
 * ID
 * 

 *     Twitter  Snowflake JAVA    
 * 
*コアコードはIdWorkerというクラスで実装されています.その原理構造は以下の通りです.私はそれぞれ0で1つを表し、-部分を分割する役割を果たします.
* 1||0---0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 --- 00000 ---00000 ---000000000000
*上記の文字列では、最初のビットは未使用(実際にはlongのシンボルビットとしても使用可能)、次の41ビットはミリ秒レベルの時間、
*そして5ビットdatacenter識別ビット、5ビットマシンID(識別子ではなく、実際にはスレッド識別)、
*その後、12ビットの現在のミリ秒内のカウントは、プラス64ビットで、Long型です.
*このような利点は、全体的に時間的に自己増加してソートされ、分散システム全体でID衝突が発生しないこと(datacenterとマシンIDで区別される)、
*しかも効率が高く、テストした結果、snowflakeは毎秒26万ID程度を生成することができ、完全に需要を満たすことができる.
*
*64ビットID(42(ミリ秒)+5(マシンID)+5(トラフィックコード)+12(繰り返し加算)
*
* @author Polim
*/
public class IdWorker {
//時間開始マークポイントは、基準として、システムの最近の時間をとるのが一般的です(確定したら変更できません)
private final static long twepoch = 1288834974657L;
//機械標識桁数
private final static long workerIdBits = 5L;
//データセンター識別桁数
private final static long datacenterIdBits = 5L;
//マシンID最大値
private final static long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
//データセンタID最大値
private final static long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
//ミリ秒内自己増加
private final static long sequenceBits = 12L;
//マシンID左シフト12ビット
private final static long workerIdShift = sequenceBits;
//データセンタID左シフト17ビット
private final static long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
//時間ミリ秒左シフト22ビット
private final static long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
private final static long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
/*最終生産idタイムスタンプ*/
private static long lastTimestamp = -1L;
//0、同時制御
private long sequence = 0L;
private final long workerId;
//データID部
private final long datacenterId;
public IdWorker(){
this.datacenterId = getDatacenterId(maxDatacenterId);
this.workerId = getMaxWorkerId(datacenterId, maxWorkerId);
}
/**
* @param workerId
*ワークマシンID
* @param datacenterId
*シリアル番号
*/
public IdWorker(long workerId, long datacenterId) {
if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));
}
if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));
}
this.workerId = workerId;
this.datacenterId = datacenterId;
}
/**
*次のIDを取得
*
* @return
*/
public synchronized long nextId() {
long timestamp = timeGen();
if (timestamp < lastTimestamp) {
throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
}
if (lastTimestamp == timestamp) {
//現在のミリ秒の場合+1
sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
if (sequence == 0) {
//現在のミリ秒でカウントがいっぱいになったら、次の秒を待つ
timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
}
} else {
sequence = 0L;
}
lastTimestamp = timestamp;
//IDオフセット組合せ最終IDを生成し、IDを返す
long nextId = ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift)
| (datacenterId << datacenterIdShift)
| (workerId << workerIdShift) | sequence;
return nextId;
}
private long tilNextMillis(final long lastTimestamp) {
long timestamp = this.timeGen();
while (timestamp <= lastTimestamp) {
timestamp = this.timeGen();
}
return timestamp;
}
private long timeGen() {
return System.currentTimeMillis();
}
/**
*
*maxWorkerIdの取得
*
*/
protected static long getMaxWorkerId(long datacenterId, long maxWorkerId) {
StringBuffer mpid = new StringBuffer();
mpid.append(datacenterId);
String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
if (!name.isEmpty()) {
/*
* GET jvmPid
*/
mpid.append(name.split("@")[0]);
}
/*
*MAC+PIDのhashcodeは16個の下位ビットを取得する
*/
return (mpid.toString().hashCode() & 0xffff) % (maxWorkerId + 1);
}
/**
*
*データ識別id部
*
*/
protected static long getDatacenterId(long maxDatacenterId) {
long id = 0L;
try {
InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
NetworkInterface network = NetworkInterface.getByInetAddress(ip);
if (network == null) {
id = 1L;
} else {
byte[] mac = network.getHardwareAddress();
id = ((0x000000FF & (long) mac[mac.length - 1])
| (0x0000FF00 & (((long) mac[mac.length - 2]) << 8))) >> 6;
id = id % (maxDatacenterId + 1);
}
} catch (Exception e) {
System.out.println("getDatacenterId: "+ e.getMessage());
}
return id;
}
public static void main(String[] args) {
IdWorker idWorker = new IdWorker(31,31);
System.out.println("idWorker="+idWorker.nextId());
IdWorker id = new IdWorker();
System.out.println("id="+id.nextId());
System.out.println(id.datacenterId);
System.out.println(id.workerId);
}
}