分布式id生成算法的有很多种，Twitter的SnowFlake就是其中经典的一种。

算法原理

SnowFlake算法生成id的结果是一个64bit大小的整数，它的结构如下图：

 

1. 1bit，不用，因为二进制中最高位是符号位，1表示负数，0表示正数。生成的id一般都是用整数，所以最高位固定为0。

2. 41bit-时间戳，用来记录时间戳，毫秒级。

   - 41位可以表示个数字，

   - 如果只用来表示正整数（计算机中正数包含0），可以表示的数值范围是：0 至 ，减1是因为可表示的数值范围是从0开始算的，而不是1。

   - 也就是说41位可以表示个毫秒的值，转化成单位年则是年

    

   3:10bit-工作机器id，用来记录工作机器id。

   - 可以部署在个节点，包括5位datacenterId和5位workerId

   - 5位（bit）可以表示的最大正整数是，即可以用0、1、2、3、....31这32个数字，来表示不同的datecenterId或workerId

    

   4:12bit-序列号，序列号，用来记录同毫秒内产生的不同id。

   - 12位（bit）可以表示的最大正整数是，即可以用0、1、2、3、....4094这4095个数字，来表示同一机器同一时间截（毫秒)内产生的4095个ID序号。

    

   由于在Java中64bit的整数是long类型，所以在Java中SnowFlake算法生成的id就是long来存储的

SnowFlake可以保证：

1. 所有生成的id按时间趋势递增
2. 整个分布式系统内不会产生重复id（因为有datacenterId和workerId来做区分）

Twitter官方给出的算法实现 是用Scala写的，这里不做分析，可自行查看。

Java版算法实现

public class IdWorker{//下面两个每个5位，加起来就是10位的工作机器idprivate long workerId;    //工作idprivate long datacenterId;   //数据id//12位的序列号private long sequence;public IdWorker(long workerId, long datacenterId, long sequence){// sanity check for workerIdif (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));}System.out.printf("worker starting. timestamp left shift %d, datacenter id bits %d, worker id bits %d, sequence bits %d, workerid %d",timestampLeftShift, datacenterIdBits, workerIdBits, sequenceBits, workerId);this.workerId = workerId;this.datacenterId = datacenterId;this.sequence = sequence;}//初始时间戳private long twepoch = 1288834974657L;//长度为5位private long workerIdBits = 5L;private long datacenterIdBits = 5L;//最大值private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);//序列号id长度private long sequenceBits = 12L;//序列号最大值private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);//工作id需要左移的位数，12位private long workerIdShift = sequenceBits;//数据id需要左移位数 12+5=17位private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;//时间戳需要左移位数 12+5+5=22位private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;//上次时间戳，初始值为负数private long lastTimestamp = -1L;public long getWorkerId(){return workerId;}public long getDatacenterId(){return datacenterId;}public long getTimestamp(){return System.currentTimeMillis();}//下一个ID生成算法public synchronized long nextId() {long timestamp = timeGen();//获取当前时间戳如果小于上次时间戳，则表示时间戳获取出现异常if (timestamp < lastTimestamp) {System.err.printf("clock is moving backwards.  Rejecting requests until %d.", lastTimestamp);throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for %d milliseconds",lastTimestamp - timestamp));}//获取当前时间戳如果等于上次时间戳（同一毫秒内），则在序列号加一；否则序列号赋值为0，从0开始。if (lastTimestamp == timestamp) {sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;if (sequence == 0) {timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);}} else {sequence = 0;}//将上次时间戳值刷新lastTimestamp = timestamp;/*** 返回结果：* (timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) 表示将时间戳减去初始时间戳，再左移相应位数* (datacenterId << datacenterIdShift) 表示将数据id左移相应位数* (workerId << workerIdShift) 表示将工作id左移相应位数* | 是按位或运算符，例如：x | y，只有当x，y都为0的时候结果才为0，其它情况结果都为1。* 因为个部分只有相应位上的值有意义，其它位上都是0，所以将各部分的值进行 | 运算就能得到最终拼接好的id*/return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) |(datacenterId << datacenterIdShift) |(workerId << workerIdShift) |sequence;}//获取时间戳，并与上次时间戳比较private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {long timestamp = timeGen();while (timestamp <= lastTimestamp) {timestamp = timeGen();}return timestamp;}//获取系统时间戳private long timeGen(){return System.currentTimeMillis();}//---------------测试---------------public static void main(String[] args) {IdWorker worker = new IdWorker(1,1,1);for (int i = 0; i < 30; i++) {System.out.println(worker.nextId());}}}