SnowUUID 简介：受 Snowflake 启发的分布式 UUID 生成器

在分布式系统中，确保跨多个服务器或进程的唯一 ID 可能具有挑战性。 ID 必须是唯一的、快速生成的，并且有时还传达有关其来源的信息。受 Twitter 的 Snowflake ID 生成算法的启发，我开发了 SnowUUID，这是一个专为 Node.js 应用程序设计的分布式 UUID 生成器。 SnowUUID 结合了精度和可扩展性，生成独特的、按时间排序的标识符，可以针对任何分布式设置进行自定义。

为什么选择 SnowUUID？

SnowUUID 将 Twitter Snowflake 算法的强大功能融入到一个紧凑、易于使用的 npm 包中，供 JavaScript 开发人员使用。 SnowUUID 生成的每个 ID 都是 64 位整数，包含有关时间戳、数据中心、worker 和序列的信息，非常适合每个服务器或进程独立生成 ID 的分布式应用程序。

SnowUUID的特点

• 时间顺序 ID：ID 按时间顺序生成，确保它们可以按时间顺序排序。
• 自定义选项：SnowUUID 允许配置数据中心和工作人员 ID，支持跨分布式系统的不同设置。
• 高吞吐量：SnowUUID 具有每毫秒的序列限制，可以处理高吞吐量要求，防止 ID 冲突。

SnowUUID 的工作原理

SnowUUID ID 由多个段组成：

1. 时间戳：确保 ID 按时间顺序排列。
2. 数据中心ID：区分不同的数据中心。
3. 工作人员 ID：区分数据中心内的不同工作人员。
4. 序列：确保可以在同一毫秒内创建多个唯一ID。

以下是每个段的位分布细分：

Segment	Bits Allocated
Timestamp	41 bits
Datacenter ID	5 bits
Worker ID	5 bits
Sequence Number	12 bits

用法

从 npm 安装 SnowUUID：

npm install snowuuid

要使用 SnowUUID 生成唯一 ID，请导入包并初始化新实例：

const { SnowUUID } = require('snowuuid');

// Initialize SnowUUID with options
const generator = new SnowUUID({
    epoch: 1609459200000n,  // Starting from January 1, 2021
    workerId: 1n,           // Unique ID for each worker
    datacenterId: 1n        // Unique ID for each datacenter
});

// Generate a unique ID
const uniqueId = generator.nextId();
console.log(uniqueId.toString());

自定义SnowUUID

SnowUUID 的 WorkerOptions 界面提供可自定义的设置以适应您的系统：

• 纪元：自定义开始时间（以毫秒为单位）。
• workerId：数据中心内每个工作人员的唯一标识符。
• datacenterId：每个数据中心的唯一标识符。

const generator = new SnowUUID({
    epoch: 1610000000000n,  // Custom epoch
    workerId: 3n,           // Worker ID
    datacenterId: 2n        // Datacenter ID
});

底层：代码

SnowUUID 的核心是 nextId() 函数，它通过组合时间戳、数据中心 ID、工作 ID 和序列位来生成唯一 ID。其工作原理如下：

• 时钟处理：该算法确保系统时钟始终向前移动。如果时钟倒退，则会抛出错误以防止重复 ID。
• 序列溢出处理：当一毫秒内达到序列限制时，SnowUUID 会等待下一毫秒继续生成 ID。

示例代码：nextId 函数

nextId() {
    let timestamp = SnowUUID.now();

    if (timestamp < this.#lastTimestamp) {
        throw new Error(
            `Clock moved backwards. Unable to generate ID for ${this.#lastTimestamp - timestamp} milliseconds.`
        );
    }

    if (timestamp === this.#lastTimestamp) {
        this.#sequence = (this.#sequence + 1n) & SEQUENCE_MASK;
        if (this.#sequence === 0n) {
            timestamp = this.tilNextMillis(this.#lastTimestamp);
        }
    } else {
        this.#sequence = 0n;
    }

    this.#lastTimestamp = timestamp;

    return (
        ((timestamp - this.#epoch) << DEFAULT_TIMESTAMP_LEFT_SHIFT) |
        (this.#datacenterId << DEFAULT_DATACENTER_ID_SHIFT) |
        (this.#workerId << DEFAULT_WORKER_ID_SHIFT) |
        this.#sequence
    );
}

结论

SnowUUID 为分布式 UUID 生成提供了强大、可定制且高效的解决方案，非常适合需要跨多个系统的高可扩展性和唯一 ID 的应用程序。无论是用于分析、消息传递还是微服务，SnowUUID 都能确保唯一的、按时间排序的标识符，帮助您充满信心地进行扩展。

在 GitHub 上探索 SnowUUID：SnowUUID 存储库

以上是SnowUUID 简介：受 Snowflake 启发的分布式 UUID 生成器的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！