c#分散式ID生成器

簡介

這個是根據twitter的snowflake來寫的.這裡有中文的介紹.

如上圖所示,一個64位ID,除了最左邊的符號位不用(固定為0,以保證生成的ID都是正數),還剩餘63位可用.

下麵的代碼與圖中的位數分配略有不同,除了中間部分10bit工作機器id不變,時間戳和序列號的位數是可以根據自己的需求變化的,就是說,你可以把中間的工作機器ID往左挪一挪,或往右挪一挪.

代碼

    /// <summary>
    /// 64位ID生成器,最高位為符號位,始終為0,可用位數63.
    /// 實例編號占10位,範圍為0-1023
    /// 時間戳和索引共占53位
    /// </summary>
    public sealed class IdCreator
    {
        long timestamp = 0;//當前時間戳
        long index = 0;//索引/計數器
        long instanceID;//實例編號
        int indexBitLength;//索引可用位數
        long tsMax = 0;//時間戳最大值
        long indexMax = 0;

        static IdCreator _default = new IdCreator();

        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="instanceID">實例編號(0-1023)</param>
        /// <param name="indexBitLength">索引可用位數(1-32).每秒可生成ID數等於2的indexBitLength次方.大併發情況下,當前秒內ID數達到最大值時,將使用下一秒的時間戳,不影響獲取ID.</param>
        /// <param name="initTimestamp">初始化時間戳,精確到秒.當之前同一實例生成ID的timestamp值大於當前時間的時間戳時,
        /// 有可能會產生重覆ID(如持續一段時間的大併發請求).設置initTimestamp比最後的時間戳大一些,可避免這種問題</param>
        public IdCreator(int instanceID, int indexBitLength, long? initTimestamp = null)
        {
            if (instanceID < 0)
            {
                //這裡給每個實例隨機生成個實例編號
                Random r = new Random();
                this.instanceID = r.Next(0, 1024);
            }
            else
            {
                this.instanceID = instanceID % 1024;
            }

            if (indexBitLength < 1)
            {
                this.indexBitLength = 1;
            }
            else if (indexBitLength > 32)
            {
                this.indexBitLength = 32;
            }
            else
            {
                this.indexBitLength = indexBitLength;
            }
            tsMax = Convert.ToInt64(new string('1', 53 - indexBitLength), 2);
            indexMax = Convert.ToInt64(new string('1', indexBitLength), 2);

            if (initTimestamp != null)
            {
                this.timestamp = initTimestamp.Value;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 預設每實例每秒生成65536個ID,從1970年1月1日起,累計可使用4358年
        /// </summary>
        /// <param name="instanceID">實例編號(0-1023)</param>
        public IdCreator(int instanceID) : this(instanceID, 16)
        {

        }

        /// <summary>
        /// 預設每秒生成65536個ID,從1970年1月1日起,累計可使用4358年
        /// </summary>
        public IdCreator() : this(-1)
        {

        }

        /// <summary>
        /// 生成64位ID
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public long Create()
        {
            long id = 0;

            lock (this)
            {
                //增加時間戳部分
                long ts = Harry.Common.Utils.GetTimeStamp() / 1000;

                ts = ts % tsMax;  //如果超過時間戳允許的最大值,從0開始
                id = ts << (10 + indexBitLength);//騰出後面部分,給實例編號和縮引編號使用

                //增加實例部分
                id = id | (instanceID << indexBitLength);

                //獲取計數
                if (timestamp < ts)
                {
                    timestamp = ts;
                    index = 0;
                }
                else
                {
                    if (index > indexMax)
                    {
                        timestamp++;
                        index = 0;
                    }
                }

                id = id | index;

                index++;
            }

            return id;
        }

        /// <summary>
        /// 獲取當前實例的時間戳
        /// </summary>
        public long CurrentTimestamp
        {
            get
            {
                return this.timestamp;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 預設每實例每秒生成65536個ID,從1970年1月1日起,累計可使用4358年
        /// </summary>
        public static IdCreator Default
        {
            get
            {
                return _default;
            }
        }
    }

代碼說明

使用時,需要new一個IdCreator的實例,然後調用Create()方法,生成一個ID號.需要把IdCreator的例實賦給一個靜態變數,以保證ID號的唯一性.如果是分散式部署,需要給IdCreator的構造函數傳遞instanceID參數,每一個部署都要有一個不同的值,範圍為0-1023.

構造函數中的indexBitLength參數,代表圖中最右邊的'序列號'的長度,不再固定為12bit,範圍為1-32.剩下的可用位,就留給了時間戳.

註意:IdCreator類的時間戳是按秒計的. 如果想改成毫秒,只需要將代碼long ts = Harry.Common.Utils.GetTimeStamp() / 1000;改成long ts = Harry.Common.Utils.GetTimeStamp();即可.

示例代碼

    IdCreator c=new IdCreator(0,16);
    var id=c.Create();

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