在分布式系統(tǒng)中，確?？缍鄠€(gè)服務(wù)器或進(jìn)程的唯一 ID 可能具有挑戰(zhàn)性。 ID 必須是唯一的、快速生成的，并且有時(shí)還傳達(dá)有關(guān)其來源的信息。受 Twitter 的 Snowflake ID 生成算法的啟發(fā)，我開發(fā)了 SnowUUID，這是一個(gè)專為 Node.js 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的分布式 UUID 生成器。 SnowUUID 結(jié)合了精度和可擴(kuò)展性，生成獨(dú)特的、按時(shí)間排序的標(biāo)識(shí)符，可以針對(duì)任何分布式設(shè)置進(jìn)行自定義。

為什么選擇 SnowUUID？

SnowUUID 將 Twitter Snowflake 算法的強(qiáng)大功能融入到一個(gè)緊湊、易于使用的 npm 包中，供 JavaScript 開發(fā)人員使用。 SnowUUID 生成的每個(gè) ID 都是 64 位整數(shù)，包含有關(guān)時(shí)間戳、數(shù)據(jù)中心、worker 和序列的信息，非常適合每個(gè)服務(wù)器或進(jìn)程獨(dú)立生成 ID 的分布式應(yīng)用程序。

SnowUUID的特點(diǎn)

• 時(shí)間順序 ID：ID 按時(shí)間順序生成，確保它們可以按時(shí)間順序排序。
• 自定義選項(xiàng)：SnowUUID 允許配置數(shù)據(jù)中心和工作人員 ID，支持跨分布式系統(tǒng)的不同設(shè)置。
• 高吞吐量：SnowUUID 具有每毫秒的序列限制，可以處理高吞吐量要求，防止 ID 沖突。

SnowUUID 的工作原理

SnowUUID ID 由多個(gè)段組成：

1. 時(shí)間戳：確保 ID 按時(shí)間順序排列。
2. 數(shù)據(jù)中心ID：區(qū)分不同的數(shù)據(jù)中心。
3. 工作人員 ID：區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)的不同工作人員。
4. 序列：確?？梢栽谕缓撩雰?nèi)創(chuàng)建多個(gè)唯一ID。

以下是每個(gè)段的位分布細(xì)分：

用法

從 npm 安裝 SnowUUID：

npm install snowuuid

要使用 SnowUUID 生成唯一 ID，請(qǐng)導(dǎo)入包并初始化新實(shí)例：

const { SnowUUID } = require('snowuuid');

// Initialize SnowUUID with options
const generator = new SnowUUID({
    epoch: 1609459200000n,  // Starting from January 1, 2021
    workerId: 1n,           // Unique ID for each worker
    datacenterId: 1n        // Unique ID for each datacenter
});

// Generate a unique ID
const uniqueId = generator.nextId();
console.log(uniqueId.toString());

自定義SnowUUID

SnowUUID 的 WorkerOptions 界面提供可自定義的設(shè)置以適應(yīng)您的系統(tǒng)：

• 紀(jì)元：自定義開始時(shí)間（以毫秒為單位）。
• workerId：數(shù)據(jù)中心內(nèi)每個(gè)工作人員的唯一標(biāo)識(shí)符。
• datacenterId：每個(gè)數(shù)據(jù)中心的唯一標(biāo)識(shí)符。

const generator = new SnowUUID({
    epoch: 1610000000000n,  // Custom epoch
    workerId: 3n,           // Worker ID
    datacenterId: 2n        // Datacenter ID
});

底層：代碼

SnowUUID 的核心是 nextId() 函數(shù)，它通過組合時(shí)間戳、數(shù)據(jù)中心 ID、工作 ID 和序列位來生成唯一 ID。其工作原理如下：

• 時(shí)鐘處理：該算法確保系統(tǒng)時(shí)鐘始終向前移動(dòng)。如果時(shí)鐘倒退，則會(huì)拋出錯(cuò)誤以防止重復(fù) ID。
• 序列溢出處理：當(dāng)一毫秒內(nèi)達(dá)到序列限制時(shí)，SnowUUID 會(huì)等待下一毫秒繼續(xù)生成 ID。

示例代碼：nextId 函數(shù)

nextId() {
    let timestamp = SnowUUID.now();

    if (timestamp < this.#lastTimestamp) {
        throw new Error(
            `Clock moved backwards. Unable to generate ID for ${this.#lastTimestamp - timestamp} milliseconds.`
        );
    }

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

    this.#lastTimestamp = timestamp;

    return (
        ((timestamp - this.#epoch) << DEFAULT_TIMESTAMP_LEFT_SHIFT) |
        (this.#datacenterId << DEFAULT_DATACENTER_ID_SHIFT) |
        (this.#workerId << DEFAULT_WORKER_ID_SHIFT) |
        this.#sequence
    );
}

結(jié)論

SnowUUID 為分布式 UUID 生成提供了強(qiáng)大、可定制且高效的解決方案，非常適合需要跨多個(gè)系統(tǒng)的高可擴(kuò)展性和唯一 ID 的應(yīng)用程序。無論是用于分析、消息傳遞還是微服務(wù)，SnowUUID 都能確保唯一的、按時(shí)間排序的標(biāo)識(shí)符，幫助您充滿信心地進(jìn)行擴(kuò)展。

在 GitHub 上探索 SnowUUID：SnowUUID 存儲(chǔ)庫

以上是SnowUUID 簡介：受 Snowflake 啟發(fā)的分布式 UUID 生成器的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！