java唯一序列号

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mob64ca12e1497a 2024-07-16 06:33:50 ©著作权

文章标签 唯一序列号 java Java 文章分类 Java 后端开发

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Java唯一序列号的生成与应用

在软件开发中，经常需要生成唯一序列号（Unique Identifier，简称UID）来标识不同的对象或事件。Java提供了多种生成唯一序列号的方法，本文将介绍几种常见的生成方式，并提供代码示例。

UUID（Universally Unique Identifier）

UUID是一种广泛使用的生成唯一序列号的方法。它由16个字节（128位）组成，分为5个部分，每个部分都有特定的用途。UUID的生成算法保证了在不同机器和时间上生成的UUID几乎不可能重复。

以下是使用Java生成UUID的示例代码：

import java.util.UUID;

public class UUIDExample {
    public static void main(String[] args) {
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("生成的UUID: " + uuid.toString());
    }
}

优点：

唯一性强，几乎不可能重复。
不依赖于中心化服务，可以在任何机器上生成。

缺点：

长度较长，占用存储空间较大。

AtomicLong

如果需要在分布式系统中生成唯一序列号，可以使用AtomicLong类。AtomicLong是一个线程安全的长整型变量，可以保证多个线程同时访问时的原子性。

以下是使用AtomicLong生成唯一序列号的示例代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class AtomicLongExample {
    private static final AtomicLong counter = new AtomicLong(0);

    public static long generateId() {
        return counter.incrementAndGet();
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("生成的唯一序列号: " + generateId());
        }
    }
}

优点：

简单易用，不需要额外的依赖。
在单台机器上可以保证唯一性。

缺点：

在分布式系统中可能存在重复的风险。

Snowflake算法

Snowflake算法是一种在分布式系统中生成唯一序列号的方法。它由64位组成，包括时间戳、数据中心ID、机器ID和序列号。Snowflake算法可以保证在不同机器和时间上生成的序列号几乎不可能重复。

以下是使用Snowflake算法生成唯一序列号的示例代码：

public class SnowflakeIdWorker {
    private final long workerId;
    private final long datacenterId;
    private final long sequence;

    public SnowflakeIdWorker(long workerId, long datacenterId, long sequence) {
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.sequence = sequence;
    }

    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        if (timestamp < this.lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards.");
        }

        if (this.lastTimestamp == timestamp) {
            this.sequence = (this.sequence + 1) & 4095;
            if (this.sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(this.lastTimestamp);
            }
        } else {
            this.sequence = 0;
        }

        this.lastTimestamp = timestamp;
        long diff = timestamp - this.twepoch;
        return (diff << 22) | (datacenterId << 17) | (workerId << 12) | sequence;
    }

    private long lastTimestamp = -1L;
    private long twepoch = 1288834974657L;

    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = System.currentTimeMillis();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = System.currentTimeMillis();
        }
        return timestamp;
    }
}

优点：

在分布式系统中可以保证唯一性。
长度较短，占用存储空间较小。

缺点：

需要维护数据中心ID和机器ID。

序列图

以下是使用mermaid语法展示的Snowflake算法的序列图：

sequenceDiagram
    participant C as Client
    participant S as Server
    participant W as Worker

    Client->>Server: 请求生成唯一序列号
    Server->>Worker: 分配数据中心ID和机器ID
    Worker->>Client: 生成并返回唯一序列号