雪花算法（01）介绍

Posted 2022-07-11

针对每个公司，随着服务化演进，单个服务越来越多，数据库分的越来越细，有的时候一个业务需要分成好几个库，这时候自增主键或者序列之类的主键id生成方式已经不再满足需求，分布式系统中需要的是一个全局唯一的id生成规则。既然号称在全局分布式系统中唯一，那么主键的生成规则必然要复杂一些，以前看过很多资料，都对雪花的生成一知半解，最后才发现是对Java的位运算没有彻底了解，这里想针对雪花算法，以一种浅显的的方式来进行学习，去除以前的一知半解和对雪花算法的神秘感。

雪花算法生成的最终结果其实就是一个long类型的Java长整型数字，这是一个大前提！算法所有的内容都是针对这个数字进行运算的。Java基础类型相信都很熟悉，有32位的整型int类型，和64位的长整型long类型。我们单说long类型，64位说的是数字转换为二进制形式时候的表现，其中第一位表示的是正负，也就是符号，剩下的63位表示的是字面数字。我们来简单看一下几个关键的long数字转换成二进制的形式：

再来看一个二进制数字转换为long类型：

上面都是Java基础知识，相信大家都懂。

生成一个long类型的数字id，其实就是对这64位的二进制形式里面填值，把这64位分成几个部分，彼此间互不影响，每部分都有自己的生成规则，这样在一定的简单的大前提下，能保证全局唯一。

先说第一位，long类型的数字是有符号的，第一位是0就是正数，1是负数，我们生成的id必然要正数，所以第一位可以确定为0不变。

剩下的63位分成三大部分，第一部分占41位，用来表示时间，什么时间后面会详细介绍。第二部分占10位，用来表示程序所在机器的信息，剩下的第三部分占12位，填充的是一个序列，可以理解为递增数字，这样前面的时间和机器数字如果都一样的话，用序列的区别来生成不同的id。

上面的三大块信息转换成数字，填充到63位当中，基本可以保证任何时间任何机器生产的任何id不重复，可以推理出，时间和序列都是不可控的，但是机器信息是我们可以控制的，也就是说设置好机器信息是分布式id不重复的关键。

根据上面的理论可以开始学习雪花算法。

代码地址：https://gitee.com/blueses/snowflake-demo 01