Golang에서 Snowflake 알고리즘을 구현하는 방법

Snowflake는 Twitter에서 오픈 소스로 제공하는 분산 ID 생성 알고리즘으로 다음 방법을 사용하여 전역적으로 고유한 ID를 생성합니다.

1. 64비트 ID 중 1은 부호 비트, 41은 타임스탬프, 10은 작업 기계입니다. ID , 12는 일련번호입니다.
2. 분산 시스템의 경우 일반적으로 타임스탬프, 작업자 컴퓨터 ID 및 일련 번호를 결합하여 전역 고유성을 보장할 수 있습니다.

이 글에서는 Golang에서 Snowflake를 구현하는 방법을 소개하겠습니다.

1. 구조 및 상수 정의

먼저 컴퓨터 ID, 일련번호, 마지막 생성된 ID의 타임스탬프를 포함하여 Snowflake 알고리즘의 데이터를 저장하기 위한 구조를 정의해야 합니다.

const (
    workerIdBits     = 10  // 机器ID位数
    sequenceBits     = 12  // 序列号位数
    workerIdMax      = -1 ^ (-1 << workerIdBits) // 最大机器ID
    sequenceMask     = -1 ^ (-1 << sequenceBits) // 序列号掩码
    timeShiftBits    = workerIdBits + sequenceBits // 时间戳左移位数
    workerIdShift    = sequenceBits               // 机器ID左移位数
)

type Snowflake struct {
    lastTimestamp uint64
    workerId      uint16
    sequence      uint16
}

그 중 상수를 사용하여 각 데이터의 자릿수, 최대값, 마스크 및 기타 정보를 표시하여 후속 계산을 용이하게 합니다.

2. ID 생성 방법 구현

다음으로 전역적으로 고유한 ID를 생성하는 방법을 구현해야 합니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 현재 타임스탬프를 가져옵니다. 마지막으로 생성된 ID의 타임스탬프보다 작은 경우 타임스탬프가 마지막으로 생성된 ID의 타임스탬프보다 크게 업데이트될 때까지 기다립니다.
2. 현재 타임스탬프가 마지막 생성된 ID의 타임스탬프와 같으면 시퀀스 번호를 늘리세요. 시퀀스 번호가 최대값에 도달하면 다음 타임스탬프까지 기다립니다.
3. 현재 타임스탬프가 마지막 생성된 ID의 타임스탬프보다 큰 경우 시퀀스 번호를 재설정하고 현재 타임스탬프를 기록한 후 ID를 생성하세요.

구체적인 구현은 다음과 같습니다.

func (s *Snowflake) NextId() uint64 {
    var currTimestamp = uint64(time.Now().UnixNano() / 1e6)

    if currTimestamp < s.lastTimestamp {
        panic("Invalid timestamp")
    }

    if currTimestamp == s.lastTimestamp {
        s.sequence = (s.sequence + 1) & sequenceMask
        if s.sequence == 0 {
            currTimestamp = s.waitNextMillis(currTimestamp)
        }
    } else {
        s.sequence = 0
    }

    s.lastTimestamp = currTimestamp

    return ((currTimestamp - 1483228800000) << timeShiftBits) |
            (uint64(s.workerId) << workerIdShift) |
            uint64(s.sequence)
}

func (s *Snowflake) waitNextMillis(currTimestamp uint64) uint64 {
    for currTimestamp <= s.lastTimestamp {
        currTimestamp = uint64(time.Now().UnixNano() / 1e6)
    }
    return currTimestamp
}

구현에서는 UNIX 타임스탬프를 사용하여 시간을 표현하지만 Snowflake 알고리즘이 ID를 생성하는 시간은 2017년부터 시작되므로 타임스탬프에서 고정된 오프셋 값을 빼야 합니다. (1483228800000).

3. Snowflake 개체 초기화

마지막으로 Snowflake 개체를 초기화하고 컴퓨터 ID를 지정해야 합니다. 컴퓨터 ID는 0에서 1023 사이의 정수여야 하며, 서로 다른 컴퓨터의 ID는 서로 다를 수 있습니다.

func New(workerId int) *Snowflake {
    if workerId < 0 || workerId > workerIdMax {
        panic(fmt.Sprintf("Invalid worker ID, must be in [%d, %d]", 0, workerIdMax))
    }

    return &Snowflake{
        lastTimestamp: 0,
        workerId:      uint16(workerId),
        sequence:      0,
    }
}

위 구현에서는 ID의 고유성과 연속성을 보장하기 위해 Golang의 타임스탬프 기능과 이진 연산자를 사용했으며, 낮은 순서의 시퀀스 번호는 ID 증가 추세를 보장합니다. 타임스탬프는 밀리초 수준까지 정확하므로 Snowflake 알고리즘은 동시성이 높은 시나리오에서 ID 충돌을 피하기에 충분한 ID를 생성할 수 있습니다.

위 내용은 Golang에서 Snowflake 알고리즘을 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!