5.8 KiB
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。
需求来源
1.作为架构设计的你，想要解决数据库主键唯一的问题。
2.你希望这个主键是用最少的存储空间，索引速度更快的。
3.你还会考虑在分库分表（合库合表）的时候，主键值能直接使用，并能反映业务时序。
4.如果这样的主键值太长，超过前端 JS Number 类型最大值，估计你会把 Long 型转换为 String 型，你肯定觉得有点不正常。
5.自增Guid占用空间大，可能也不是你想要的。
6.你希望系统能运行 100 年以上。
传统算法问题
1.生成的ID太长。
2.并发量不够。
3.不能解决时间回拨问题。
4.不支持后补生成前序ID。
5.依赖外部缓存系统。
新算法特点
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）
性能数据
(参数：10位自增序列，1000次漂移最大值)
| 连续请求量 | 5K | 5W | 50W |
|---|---|---|---|
| 传统雪花算法 | 0.0045s | 0.053s | 0.556s |
| 雪花漂移算法 | 0.0015s | 0.012s | 0.11s |
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。
代码示例
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