mysql雪化算法生成

原创

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MySQL雪花算法生成器

引言

在现代分布式系统中，生成唯一标识符（ID）是一个重要的任务。传统的自增ID可能会导致性能瓶颈和数据冲突。在这种情况下，雪花算法（Snowflake）便成为了一个非常流行的解决方案。本文将介绍雪花算法的基本原理，并通过代码示例展示如何在MySQL中实现该算法。

雪花算法原理

雪花算法最初由Twitter开发，旨在生成具备高可用性和高性能的分布式ID。其生成的ID是一个64位的整数，通常包含以下几部分：

时间戳（41位）：当前时间的毫秒数
工作机器ID（10位）：机器标识，可以是一个集群中的机器编号
序列号（12位）：同一毫秒内生成的ID序列号，以避免冲突

类图

以下是雪花算法生成器的类图，我们将使用Mermaid语法表示：

classDiagram
    class SnowflakeGenerator {
        -nodeId: int
        -sequence: int
        -lastTimestamp: long
        +generateId(): long
        +waitNextMillis(lastTimestamp: long): long
    }

代码示例

接下来，我们将实现一个简单的雪花算法生成器。在这里，我们会使用Python编写代码，然后可以将其与MySQL连接，以存储生成的ID。

import time

class SnowflakeGenerator:
    def __init__(self, node_id: int):
        self.node_id = node_id
        self.sequence = 0
        self.last_timestamp = -1

    def generate_id(self) -> int:
        timestamp = self._current_millis()

        if self.last_timestamp == timestamp:
            self.sequence = (self.sequence + 1) & 0xFFF  # 12位序列号
        else:
            self.sequence = 0  # 重置序列号

        if timestamp < self.last_timestamp:
            raise Exception("Clock moved backwards. Rejecting requests until %d." % self.last_timestamp)

        self.last_timestamp = timestamp
        return ((timestamp << 22) | (self.node_id << 12) | self.sequence)

    def _current_millis(self) -> int:
        return int(time.time() * 1000)

# 示例用法
if __name__ == "__main__":
    generator = SnowflakeGenerator(node_id=1)
    unique_id = generator.generate_id()
    print(f"生成的唯一ID: {unique_id}")

关系图

在实际应用中，我们可以将生成的唯一ID存储在MySQL数据库中。以下是一个简单的ER图，展示了ID生成与存储的关系。

erDiagram
    IDGenerator {
        bigint id PK
        int node_id
        int sequence
        long timestamp
    }
    Database {
        long stored_id PK
        long generated_timestamp
    }
    IDGenerator ||--o| Database : generates