生成12位短id，自增且不连续，永不重复，不依赖数据库-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了生成12位短id，自增且不连续，永不重复，不依赖数据库。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

基本思路：

设计模式：单例模式

是否加锁：是 synchronized

获取最后一次生成的时间戳值T0

限定初始时间为2023-08-01 00:00:00,获取当前时间时间戳T1,T1与初始时间的毫秒差值T2,转为16进制，转为字符串为r1,获取该字符串的长度L1

获取L2 (length - L1) ,获取L2位数字的16进制自增数值范围,取最大值max

现数据库批量导入数据速度为 n条/ms

平均步长为max/n,（0～平均步长）的平均数为max/n/2，假设使用平均步长最为随机步长范围，最终的值与max相差较远，大约后一半的数字没有被使用

将平均步长*2-平均步长*容错因子(0.1)的值作为我们随机步长的范围容错因子：减小溢出概率

随机步长step = max/n*2 - max/n*0.1

获取T1

如果T1 == T0,序列值seqNum = seqNum + step (转为16进制)，若seqNum > max,该线程暂停1毫秒后刷新r1

如果T1 > T0,序列值seqNum = 0 + step

设置T0

代码实现如下：

/**
 * 生成短id
 * @author mayu
 */
public class ShortIdWorker {

    /**
     * 初始时间限定为2023-08-01 00:00:00
     */
    private final static long START_STAMP = 1690819200000L;

    /**
     * 容错因子
     */
    private final static int FAULT_TOLERANCE_FACTOR = 10;

    /**
     * 默认长度
     */
    private final static int DEFAULT_ID_LENGTH = 12;

    /**
     * 数据库每毫秒可保存的数据，结合列的数量取值，建议实测后更改
     */
    private final static int DEFAULT_TRANSFER_SPEED_PER_MILLISECOND = 50;

    private final int length;

    private final int transferSpeedPerMillisecond;

    /**
     * 上次运行时间
     */
    private long lastStamp = -1L;

    /**
     * 增长序列
     */
    private int seqNum;

    private static ShortIdWorker instance;

    /**
     * 单例模式
     */
    public static ShortIdWorker getInstance() {
        if (null == instance) {
            instance = new ShortIdWorker();
        }
        return instance;
    }

    public static ShortIdWorker newInstance(int length, int transferSpeedPerMillisecond) {
        return new ShortIdWorker(length, transferSpeedPerMillisecond);
    }

    /**
     * 默认使用12位id，数据库每毫秒新增数据为50条
     */
    private ShortIdWorker() {
        this(DEFAULT_ID_LENGTH, DEFAULT_TRANSFER_SPEED_PER_MILLISECOND);
    }

    private ShortIdWorker(int length, int transferSpeedPerMillisecond) {
        this.length = length;
        this.transferSpeedPerMillisecond = transferSpeedPerMillisecond;
    }

    /**
     * @return 生成后的id
     * <p>
     * 例：757b12c001d3
     * 共length位id,前x位为时间戳差值的16进制,后y位为不固定步长的自增序列
     */
    public synchronized String nextId() {
        long now = now();
        // 获取16进制时间戳前缀
        String stampPrefix = getStampStr(now);
        // 获取第二段增长序列的长度l2
        int l2 = this.length - stampPrefix.length();
        // 获取l2位16进制的最大值
        int max = IntStream.range(0, l2).map(i -> 16).reduce(1, (a, b) -> a * b) - 1;
        // 获取增长的平均步长averageStepLength
        int averageStepLength = max / this.transferSpeedPerMillisecond;
        // 取步长范围
        // averageStepLength的平均值是averageStepLength/2,累加的情况下会有后一半的空间浪费问题，故取值为averageStepLength*2,平均值为averageStepLength
        // 取随机数的结果不可控，上行中列举的只是近似值，为防止多次溢出影响程序执行时间，再减去容错因子，减小溢出概率（容错因子建议在本地系统实测后更改）
        int randomStepLengthMax = (averageStepLength << 1) - (averageStepLength / FAULT_TOLERANCE_FACTOR);
        // 在步长范围内获取随机步长
        int randomStepLength = new Random().nextInt(randomStepLengthMax) + 1;
        // 当上次运行时间小于当前时间或第一次运行时，增长序列赋值为随机步长，设置最后运行时间
        if (this.lastStamp < now || this.lastStamp == -1L) {
            this.seqNum = randomStepLength;
            this.lastStamp = now;
        // 当上次运行时间与当前运行时间处于同一毫秒时
        } else if (this.lastStamp == now) {
            // 增长序列以随机步长为步长递增
            this.seqNum += randomStepLength;
            // 当增长序列大于最大值时
            if (this.seqNum > max) {
                // 程序暂停一毫秒
                LockSupport.parkNanos(TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(1));
                // 重新获取前缀，增长序列重新开始
                this.seqNum = randomStepLength;
                Long newNow = now();
                this.lastStamp = newNow;
                stampPrefix = getStampStr(newNow);
            }
        } else {
            // 时钟回拨，报错
            throw new IllegalStateException("Clock moved backwards.  Reject to generate id");
        }
        // 将增长序列转为16进制与时间戳拼接
        return stampPrefix + String.format("%0" + l2 + "X", new BigInteger(String.valueOf(this.seqNum), 10));
    }


    private String hex10To16(String str) {
        return String.format("%X", new BigInteger(str, 10));
    }

    private long now() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * 获取传入时间与开始时间的间隔毫秒数，将结果转为16进制
     * @param now 时间戳
     * @return
     */
    private String getStampStr(Long now) {
        return hex10To16(String.valueOf(now - START_STAMP));
    }

8位16进制可使用到4201年-03-20 07:32:15，后续时间戳所占位数自动变为9位，id总长度不变，不用担心id用尽的问题。

代码中关于时间赋值的代码请谨慎改动，顺序颠倒会产生bug。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-682609.html

到了这里，关于生成12位短id，自增且不连续，永不重复，不依赖数据库的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！