为什么要了解snowflake
数据库分表以后，数据库自增id无法满足全局唯一的性质
uuid作为主键无法保证id递增
snowflake算法原理
首先我们需要的是一个int64的id，可以通过对这64位bit划分命名空间，分别用来表示 时间戳，机器等来实现id唯一性。
41-bit的时间可以表示（1L<<41）/(1000L360024*365)=69年的时间
10-bit机器可以分别表示1024台机器（5个bit是数据中心，5个bit的机器ID），这种5-5的划分实际上是可以自定义的。
12个自增序列号表示同一时间戳，同一机器下的自增流水号.
上面的设计保证了理论上snowflake方案的QPS约为409.6w/s（2^12*1000）。
snowflake实现
直接参考github上的一个snowflake实现，代码略有删减
var (
// 起始时间戳 这个可以根据实际情况定义，如果项目是从2018-01-01运行，就可以设置为2018-01-01的时间戳，可以使用到2087年
Epoch int64 = 1288834974657
// 机器标识位
NodeBits uint8 = 10
// 自增序列号
StepBits uint8 = 12
// 机器标识最大值，实例化node时不能大于nodeMax
nodeMax int64 = -1 ^ (-1 << NodeBits)
// 用于step循环的一个标识
stepMask int64 = -1 ^ (-1 << StepBits)
// snowflake需要的一个参数
timeShift uint8 = NodeBits + StepBits
// 相当于自增序列号
nodeShift uint8 = StepBits
)
// 生成id的节点服务
type Node struct {
mu sync.Mutex
time int64 // 最近使用的时间戳
node int64 // 机器标识
step int64 // 自增序列
}
// 实例化一个节点服务
func NewNode(node int64) (*Node, error) {
if node < 0 || node > nodeMax {
return nil, errors.New("Node number must be between 0 and " + strconv.FormatInt(nodeMax, 10))
}
return &Node{
time: 0,
node: node,
step: 0,
}, nil
}
// 生成id
func (n *Node) Generate() ID {
n.mu.Lock()
now := time.Now().UnixNano() / 1000000
if n.time == now {
n.step = (n.step + 1) & stepMask
// 如果某一时间戳下的自增序列用完了，则切换时间戳
if n.step == 0 {
for now <= n.time {
now = time.Now().UnixNano() / 1000000
}
}
} else {
n.step = 0
}
n.time = now
// snowflake算法
r := ID((now-Epoch)<<timeShift |
(n.node << nodeShift) |
(n.step),
)
n.mu.Unlock()
return r
}
如何保证多个snowflake节点生成的id不重复
试想一下，如果部署两个snowflake节点，初始化的时候node值都为1，那么在同一毫秒内两个请求分别打在了两个节点上，那么有可能将会获取两个同样的id（time,node,step全部相同）。所以问题的关键是保证部署的时候，初始化workId(node)值不能重复。
其中一种解决方案是，通过etcd存储node列表
- 服务初始化时，连接etcd服务，获取指定key下的node列表 list
- 遍历list，取出一个最小的已过期的key值作为workId返回
- 定时刷新该key值的过期时间，如果服务挂掉，超过过期时间后该key值可能会被其他服务占用
唯一ID的其他解决方案
- UUID
- 数据库自增长序列或字段
- 步长+数据库自增序列
FAQ
什么是趋势递增
趋势递增指的是同一节点下产生的id是递增的。
在多个snowflake节点的情况下，因为节点的workId不同，同一时间下获取的id有可能是多个节点产生的，此时就无法保证全局递增
如果etcd挂了怎么办？
可以在每次获取workId后，将workId存到本地。
解决时钟回退问题
时间回流的原因一般是因为服务器做时间同步，此时可能出现生成重复id的情况。
首先判断node.time是否大于当前服务器时间，如果大于说明发生了时间回流，返回错误并报警
每隔一段时间(3s)上报自身系统时间写入