一個美女面試官坐到我的對面，發光logo的MacBook也擋不住她那圓潤可愛的臉龐。
程式媛本就稀有，美女面試官更是難尋。具體長什麼樣呢？就像下面這樣：
這麼溫柔可愛的面試官，應該不會為難我吧。嗯，應該是的，畢竟我這麼帥氣，面試可能就是走個過場。美女面試官是不是單身？畢竟程式設計師都不善交流，因為我也是單身，難道我的姻緣就在此註定。孩子的名字我都想好了。一冰！好名字。
面試官： 小夥子，你低著頭笑什麼吶。開始面試了，你知道訂單ID是怎麼生成的嗎？
啥？訂單ID怎麼生成？
美女怎麼不按套路出牌！HashMap實現原理，我已經倒背如流，你不問。瞎問什麼訂單ID。
我： 還能咋生成？用資料庫主鍵自增唄。
面試官： 這樣不行啊。資料庫主鍵順序自增，每天有多少訂單量被競爭對手看的一清二楚，商業機密都暴露了。
況且單機MySQL只能支援幾百量級的併發，我們公司每天千萬訂單量，hold不住啊。
我： 嗯，那就用用資料庫叢集，自增ID起始值按機器編號，步長等於機器數量。
比如有兩臺機器，第一臺機器生成的ID是1、3、5、7，第二臺機器生成的ID是2、4、6、8。效能不行就加機器，這併發量der一下就上去了。
面試官： 小夥子，你想得倒是挺好。你有沒有想過實現百萬級的併發，大概就需要2000臺機器，你這還只是用來生成訂單ID，公司再有錢也經不起這麼造。
我： 既然MySQL的併發量不行，我們是不是可以提前從MySQL獲取一批自增ID，載入到本地記憶體中，然後從記憶體中併發取，這併發效能豈不是槓槓滴。
面試官： 你還挺上道，這種叫號段模式。併發量是上去了，但是自增ID還是不能作為訂單ID的。
我： 用Java自帶UUID怎麼樣？
import java.util.UUID;
/**
* @author yideng
* @apiNote UUID示例
*/
public class UUIDTest {
public static void main(String[] args) {
String orderId = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
System.out.println(orderId);
}
}輸出結果：
58e93ecab9c64295b15f7f4661edcbc1面試官： 也不行。32位字串會佔用更大的空間，無序的字串作資料庫主鍵，每次插入資料庫的時候，MySQL為了維護B+樹結構，需要頻繁調整節點順序，影響效能。況且字串太長，也沒有任何業務含義，pass。
小夥子，你可能是沒參與過電商系統，我先跟說一下生成訂單ID要滿足哪些條件：
全域性唯一：如果訂單ID重複了，肯定要完蛋。
高效能：要做到高併發、低延遲。生成訂單ID都成為瓶頸了，那還得了。
高可用：至少要做到4個9，別動不動就當機了。
易用性：如果為了滿足上述要求，搞了幾百臺伺服器，複雜且難以維護，也不行。
數值且有序遞增：數值佔用的空間更小，有序遞增能保證插入MySQL的時候更高效能。
嵌入業務含義：如果訂單ID裡面能嵌入業務含義，就能通過訂單ID知道是哪個業務線生成的，便於排查問題。
我擦，生成一個小小的訂單ID，搞出這麼多規則，還能玩下去嗎？難道今天的面試要跪，怎麼可能。一燈的文章我一直訂閱，這個還能難得住我，陪美女程式設計師玩玩還當真了。
我： 我聽說圈內有一種流傳已久的分散式、高效能、高可用的訂單ID生成演算法—雪花演算法，完全能滿足你的上述要求。雪花演算法生成ID是Long型別，長度64位。
第 1 位： 符號位，暫時不用。
第 2~42 位： 共41位，時間戳，單位是毫秒，可以支撐大約69年
第 43~52 位： 共10位，機器ID，最多可容納1024臺機器
第 53~64 位： 共12位，序列號，是自增值，表示同一毫秒內產生的ID，單臺機器每毫秒最多可生成4096個訂單ID
程式碼實現：
/**
* @author 一燈架構
* @apiNote 雪花演算法
**/
public class SnowFlake {
/**
* 起始時間戳，從2021-12-01開始生成
*/
private final static long START_STAMP = 1638288000000L;
/**
* 序列號佔用的位數 12
*/
private final static long SEQUENCE_BIT = 12;
/**
* 機器標識佔用的位數
*/
private final static long MACHINE_BIT = 10;
/**
* 機器數量最大值
*/
private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
/**
* 序列號最大值
*/
private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
/**
* 每一部分向左的位移
*/
private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
private final static long TIMESTAMP_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
/**
* 機器標識
*/
private long machineId;
/**
* 序列號
*/
private long sequence = 0L;
/**
* 上一次時間戳
*/
private long lastStamp = -1L;
/**
* 構造方法
* @param machineId 機器ID
*/
public SnowFlake(long machineId) {
if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
throw new RuntimeException("機器超過最大數量");
}
this.machineId = machineId;
}
/**
* 產生下一個ID
*/
public synchronized long nextId() {
long currStamp = getNewStamp();
if (currStamp < lastStamp) {
throw new RuntimeException("時鐘後移，拒絕生成ID！");
}
if (currStamp == lastStamp) {
// 相同毫秒內，序列號自增
sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
// 同一毫秒的序列數已經達到最大
if (sequence == 0L) {
currStamp = getNextMill();
}
} else {
// 不同毫秒內，序列號置為0
sequence = 0L;
}
lastStamp = currStamp;
return (currStamp - START_STAMP) << TIMESTAMP_LEFT // 時間戳部分
| machineId << MACHINE_LEFT // 機器標識部分
| sequence; // 序列號部分
}
private long getNextMill() {
long mill = getNewStamp();
while (mill <= lastStamp) {
mill = getNewStamp();
}
return mill;
}
private long getNewStamp() {
return System.currentTimeMillis();
}
public static void main(String[] args) {
// 訂單ID生成測試，機器ID指定第0臺
SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(0);
System.out.println(snowFlake.nextId());
}
}輸出結果：
6836348333850624接入非常簡單，不需要搭建服務叢集，。程式碼邏輯非常簡單，，同一毫秒內，訂單ID的序列號自增。同步鎖只作用於本機，機器之間互不影響，每毫秒可以生成四百萬個訂單ID，非常強悍。
生成規則不是固定的，可以根據自身的業務需求調整。如果你不需要那麼大的併發量，可以把機器標識位拆出一部分，當作業務標識位，標識是哪個業務線生成的訂單ID。
面試官： 小夥子，有點東西，深藏不漏啊。再問個更難的問題，你覺得雪花演算法還有改進的空間嗎？
你真是打破砂鍋問到底，不把我問趴下不結束。幸虧來之前我瞥了一眼一燈的文章。
我： 有的，雪花演算法嚴重依賴系統時鐘。如果時鐘回撥，就會生成重複ID。
面試官： 有什麼解決辦法嗎？
我： 有問題就會有答案。比如美團的Leaf（美團自研一種分散式ID生成系統），為了解決時鐘回撥，引入了zookeeper，原理也很簡單，就是比較當前系統時間跟生成節點的時間。
有的對併發要求更高的系統，比如雙十一秒殺，每毫秒4百萬併發還不能滿足要求，就可以使用雪花演算法和號段模式相結合，比如百度的UidGenerator、滴滴的TinyId。想想也是，號段模式的預先生成ID肯定是高效能分散式訂單ID的最終解決方案。
面試官： 小夥子，我看你簡歷上寫著已經離職了。明天就來上班吧，薪資double，就這樣了。