實現一個簡單的發號器

根據snowflake算法的原理實現一個簡單的發號器，產生不重復、自增的id。

1.snowflake算法的簡單描述

這里的snowflake算法是用二進制的，有64位。其中41位的時間戳表示：當前時間戳減去某個設定的起始時間，10位標識表示：不同的機器、數據庫的標識ID等等，序列號為每秒或每毫秒內自增的id。

我做的時候沒有用位運算去實現，而是做了一個十進制的，16位的（當時項目要求是16位的）。但是實現發號器的基本策略是一樣的，通過時間戳和標識來防止重復，通過序列號實現自增。當然啦，重點不是發號器多少位，而是根據項目的實際情況，利用snowflake算法的原理，實現一個適合自己項目的發號器。

2.Python實現

時間戳：9位，起始時間為2018-01-01 00:00:00 ，時間戳為當前時間減去起始時間。時間戳有9為，可用時間為 999999999/(60 60 24*365)≈31(年)。

標識ID：2位，我用的時候比較簡單，只是涉及一個數據庫的情況，所以用一張數據表對應一個標識ID，可用100張表。

序列號：5位，我時間戳用的是秒級的，但是5位是10萬個序列號，經過測試在一秒內是完全夠用的。

所以時間戳、標識ID、序列號的位數也沒規定說一定要多少，根據自己項目的實際來即可。

代碼如下：

            
import time
class MySnow:
  def __init__(self,dataID):
    self.start = int(time.mktime(time.strptime('2018-01-01 00:00:00', "%Y-%m-%d %H:%M:%S")))
    self.last = int(time.time())
    self.countID = 0
    self.dataID = dataID  # 數據ID，這個自定義或是映射

  def get_id(self):
    # 時間差部分
    now = int(time.time())
    temp = now-self.start
    if len(str(temp)) < 9: # 時間差不夠9位的在前面補0
      length = len(str(temp))
      s = "0" * (9-length)
      temp = s + str(temp)
    if now == self.last:
      self.countID += 1  # 同一時間差，序列號自增
    else:
      self.countID = 0  # 不同時間差，序列號重新置為0
      self.last = now
    # 標識ID部分
    if len(str(self.dataID)) < 2:
      length = len(str(self.dataID))
      s = "0" * (2-length)
      self.dataID = s + str(self.dataID)
    # 自增序列號部分
    if self.countID == 99999: # 序列號自增5位滿了，睡眠一秒鐘
      time.sleep(1)
    countIDdata = str(self.countID)
    if len(countIDdata) < 5: # 序列號不夠5位的在前面補0
      length = len(countIDdata)
      s = "0"*(5-length)
      countIDdata = s + countIDdata
    id = str(temp) + str(self.dataID) + countIDdata
    return id
          

使用方法：

            
snow = MySnow(dataID="00")
print(snow.get_id())
          

其中dataID即為標識ID，countID為自增序列號。dataID可以一個通過自定義的映射表獲得，這個視實際的項目情況而定。

3.關于并發

首先，直接用這個發號器是不能進行并發操作，會產生重復的id。如果真的要進行并發，那么就要權衡一下并發和位數的哪個更重要了！

拿實際例子來說吧，比如我并發的目的是為了節省時間，讓程序更快的跑完，這時候為了并發，我把dataID中拿出一位來，標識不同的子進程，這樣可以防止產生重復的id。但是實際上這用了位數去換取時間，如果是id位數比較少的情況，比如16位的，dataID比較少，我個人認為這樣是不值得的，有些奢侈。這時候便是位數比并發重要啦。

當時如果位數充裕，比如20位的，需要并發就并發啦。

還有一種實現并發的方法，就是給發號器加鎖，發號的時候加鎖，發完了解鎖。這個我沒有試過，有興趣的可以試一下哈哈。但是我有個疑惑啊，就是不斷加鎖和解鎖切換，帶來的時間和資源開銷會不會很大呢。