實作雪花 ID 產生器

什麼是雪花 ID？

雪花 ID 用於分散式環境中，以產生無衝突、簡短、唯一的 ID。與依賴資料庫產生 ID 或使用長 128 位元 UUID 等傳統方法不同，Snowflake ID 使用時間和簡單的位元運算。這種巧妙的技術允許每個微服務獨立產生唯一的 ID，而不需要中央系統來避免衝突。

如何產生一個

產生雪花 ID 就像用三個關鍵部分建立拼圖一樣。讓我們來分解一下：

1. 取一個n位長的位元串:
   
   首先，我們從長度為 n 的位元串開始。這將保存產生唯一 ID 所需的所有資訊。

2. 分為三個部分：i、j、k:
   
   位元串分為三個部分，使得 i + j + k = n.

• i - 時間組件:
  
  第一部分 i 表示當前時間。選擇一個固定的開始時間（也稱為紀元），i 的位元將透過以奈秒為單位的當前時間減去開始時間來計算。這可以確保新的 ID 始終大於舊的 ID。

• j - 機器 ID:
  
  第二部分 j 是機器識別碼。當你的微服務啟動時，它會被分配一個唯一的ID（機器ID），它成為j部分。這可以確保不同機器產生的 ID 不會發生衝突，即使它們是在完全相同的時刻創建的。

• k - 序號:
  
  最後一部分 k 是序號。它的作用就像一個計數器，只要在同一時間單位內產生多個 ID，該計數器就會增加。即使 ID 是快速連續產生的，這也能保持 ID 的唯一性。

1. 組合各部分： 獲得 i、j 和 k 值後，將它們連接起來形成單位元字串。然後，將此位元字串轉換為基數 10，以獲得最終的雪花 ID。

一個簡單的類比

將雪花 ID 視為繁忙廚房中的特殊菜餚標籤：

• 時間(i)：這就像廚房裡的時鐘滴答作響，確保後來準備的菜餚比之前製作的菜餚數量更多。
• 機器 ID (j)：每個廚師（或微服務）都有自己的簽名，確保他們的菜餚標籤不會與其他人的相衝突。
• 序號 (k)：如果廚師在一瞬間製作多道菜，他們會在標籤上添加一個微小的增量，因此每道菜都有一個唯一的標籤。

Go 中實現的雪花

查看此 GitHub 儲存庫，以了解 Snowflake ID 產生的 Go 實作

來源

1. https://blog.x.com/engineering/en_us/a/2010/announcing-snowflake
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Snowflake_ID

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