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    IdGenerator SnowFlake 雪花算法 原生多语言版本 顶尖优化 超强效能

    介绍

    1.一个全新的雪花漂移算法,使生成的ID更短、速度更快。

    2.核心在于缩短ID长度的同时,还能拥有极高瞬时并发处理量(保守值 50W/0.1s)。

    3.原生支持 C#/Java/Go/Rust/C 等语言,并由 Rust 提供 PHP、Python、Node.js、Ruby 等语言多线程安全调用库(FFI)。

    技术支持

    开源地址:https://gitee.com/yitter/idgenerator

    QQ群:646049993

    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,特别是在分布式系统多数据库的时候。

    2.你希望这个主键是用最少的存储空间,索引速度更快,Select、Insert 和 Update 更迅速。

    3.你要考虑在分库分表(合库合表)时,主键值可直接使用,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,须把 Long 型转换为 String 型,你会觉得有点沮丧。

    5.哪怕 Guid 能自增,但占用空间大,索引速度慢,所以你也不想用它。

    6.你的应用实例可能超过50个,每个并发请求可达10W/s。

    7.在容器环境部署应用(水平扩展、自动伸缩)。

    8.你可不想 Id 生成器依赖 redis 的自增操作。

    9.你希望系统运行 100 年以上。

    传统算法问题

    1.生成的ID太长。

    2.瞬时并发量不够。

    3.不能解决时间回拨问题。

    4.不支持后补生成前序ID。

    5.依赖外部存储系统。

    新算法特点

    1.整形数字,随时间单调递增(不一定连续),长度更短,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.速度更快,是传统雪花算法的2-5倍,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,用本算法的预留位能生成5000个每秒。

    5.漂移时能外发通知事件。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。(当然 WorkerId 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 0.113s

    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(256节点)时,15年达到 js Number Max 值。

    3.极致性能:500W/s~3000W/s。

    4.所有测试数据均基于8代低压i7计算。

    生成的ID

    默认配置:

    WorkerIdBitLength = 6
    SeqBitLength = 6

    ID示例(基于默认配置):

    129053495681099        (本算法运行1年)
    387750301904971        (运行3年)
    646093214093387        (运行5年)
    1292658282840139       (运行10年)
    9007199254740992       (js Number 最大值)
    165399880288699493     (普通雪花算法生成的ID)

    本算法生成的 ID 值,是 js Number 最大值的 1%-10%,是普通雪花算法值的千分之一,而计算能力却超过普通雪花算法。

    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)

    如何处理时间回拨

    1.当发生系统时间回拨时,算法采用过去时序的预留序数生成新的ID。

    2.默认每秒生成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)。

    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 瞬时处理速度。

    默认配置

    1.WorkerIdBitLength=6,能支持64个 WorkerId,编号0~63。

    2.可通过减少 WorkerIdBitLength 到1~4(为4时最大支持WorkerId为2^4=16个),以减少Id长度。

    3.SeqBitLength=6,能支持每秒并发5W请求时,平均处理速度不超过 0.005 s。(不同语言略有差别,最高性能不超过0.002s,平均不超过0.005s)

    4.可通过增加 SeqBitLength,支持更高的每秒并发数。默认配置能很高效地支持每秒 5W 并发请求,若要求更高,可适当增加 SeqBitLength 到 8~16,但这将增加Id长度。

    ★★集成建议★★

    常规集成

    1.用单例模式调用。外部集成方使用更多的实例并行调用本算法,不会增加ID产出效能,因为本算法采用单线程模式生成ID。

    2.指定唯一的 WorkerId。必须由外部系统确保 WorkerId 的全局唯一性,并赋值给本算法入口方法。

    3.单机多实例部署时使用不同 WorkerId。并非所有实现都支持跨进程的并发唯一,保险起见,在同一主机上部署多应用实例时,请确保各 WorkerId 唯一。

    4.异常处理。算法会抛出所有 Exception,外部系统应 catch 异常并做好应对处理,以免引发更大的系统崩溃。

    5.认真理解 IdGeneratorOptions 的定义,这对集成和使用本算法有帮助。

    6.使用雪花漂移算法。虽然代码里包含了传统雪花算法的定义,并且你可以在入口处指定(Method=2)来启用传统算法,但仍建议你使用雪花漂移算法(Method=1,默认的),毕竟它具有更好的伸缩力和更高的性能。

    7.不要修改核心算法。本算法内部参数较多,逻辑较为复杂,在你尚未掌握核心逻辑时,请勿尝试修改核心代码且用于生产环境,除非通过大量细致、科学的测试验证。

    大型分布式集成

    1.可增加 WorkerIdBitLength 到最大20,支持 1,048,576 个节点,且不影响上述并发性能。[算法支持]

    2.采用中心化 IdGenerator 集群,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。[需集成方扩展实现]

    3.以上2条二选一即可,采用方法2一般是因为不想增加最终 ID 长度,但节点数超过64个。

    4.任何加大 WorkerIdBitLength 或 SeqBitLength 的设置,都可能会增加 ID 的长度。

    配置变更

    配置变更指是系统运行一段时间后,再变更运行参数(IdGeneratorOptions选项值),请注意:

    1.最重要的一条原则是:BaseTime 只能往前(比老值更小、距离现在更远)赋值,原因是往后赋值极大可能产生相同的时间戳。[不推荐在系统运行之后调整 BaseTime]

    2.任何时候增加 WorkerIdBitLength 或 SeqBitLength,都是可以的,但是慎用 “减小”的操作,因为这可能导致在未来某天生成的 ID 与过去老配置时相同。[允许在系统运行之后增加任何一个 BitLength 值]

    3.如果必须减小 WorkerIdBitLength 或 SeqBitLength 其中的一项,一定要满足一个条件:新的两个 BitLength 之和要大于 老的值之和。[不推荐在运行之后缩小任何一个 BitLength 值]

    4.上述3条规则,并未在本算法内做逻辑控制,集成方应根据上述规则做好影响评估,确认无误后,再实施配置变更。

    代码示例

    C#:查看示例

    Java:查看示例

    Go:查看示例

    Rust:查看示例

    即将推出 PHP 扩展调用版本。

    项目简介

    💎迄今为止最全面的分布式主键ID生成器。 💎优化的雪花算法(SnowFlake)——雪花漂移算法,在缩短ID长度的同时,具备极高瞬时并发处理能力(50W/0.1s)。 💎原生支持 C#/Java/Go/Rust/C/Rust 等多语言,且提供 PHP 扩展及 Python、Node.js、Ruby 多线程安全调用动态库(FFI)。💎支持容器环境自动扩容(自动注册 WorkerId ),单机或分布式唯一IdGenerator。💎顶尖优化,超强效能。

    发行版本 3

    v1.3.3

    全部发行版

    贡献者 16

    全部贡献者

    开发语言

    • C 16.6 %
    • C# 14.0 %
    • Pascal 11.7 %
    • Go 10.8 %
    • D 9.3 %