Генериране и анализ на инструмент за Twitter Snowflake ID за прозрения

Генерирайте и анализирайте Twitter Snowflake ID, уникални 64-битови идентификатори, използвани в разпределени системи. Този инструмент ви позволява да създавате нови Snowflake ID и да анализирате съществуващи, предоставяйки прозрения за техните компоненти: времеви печат, ID на машината и номер на последователността.

Генератор на Snowflake ID

📚

Документация

Генератор на Snowflake ID: Създайте уникални идентификатори за разпределени системи

Какво е генератор на Snowflake ID?

Генераторът на Snowflake ID създава уникални идентификатори за разпределени системи, първоначално разработен от Twitter за обработка на данни в мащаб. Този мощен генератор на уникални ID произвежда 64-битови цели числа, съставени от времеви печат, ID на машина и номер на последователност, осигурявайки уникалност в разпределените системи без координация между сървърите.

Нашият безплатен онлайн инструмент за генерация на Snowflake ID ви позволява да генерирате и анализирате Snowflake ID мигновено, което го прави идеален за разработчици, работещи с микросервизи, разпределени бази данни и приложения с висока производителност.

Как работи генерирането на Snowflake ID

Snowflake ID са 64-битови цели числа с внимателно проектирана структура, която гарантира уникалност:

41 бита: Времеви печат (милисекунди от персонализиран епох)
10 бита: ID на машина (5 бита за ID на дата център, 5 бита за ID на работник)
12 бита: Номер на последователност

Тази разпределена структура на ID позволява генерирането на приблизително 4,096 уникални ID на милисекунда на машина, което я прави идеална за разпределени системи с висока производителност.

Как да използвате нашия инструмент за генерация на Snowflake ID

Следвайте тези прости стъпки, за да генерирате уникални Snowflake ID:

Настройте персонализиран епох (по избор): Използвайте стандартния епох на Twitter (2010-11-04T01:42:54.657Z) или задайте свой собствен
Конфигурирайте ID на машини: Въведете ID на машина (0-31) и ID на дата център (0-31)
Генерирайте ID: Кликнете "Генерирай", за да създадете ново уникално Snowflake ID
Прегледайте резултатите: Вижте генерираното ID и неговото разбиване на компоненти

Анализ на съществуващи Snowflake ID

За да декодирате Snowflake ID, въведете го в полето "Анализ на ID" и кликнете "Анализ", за да видите неговите времеви печат, ID на машина и компоненти на последователността.

Формула за генериране на Snowflake ID

Алгоритъмът за Snowflake ID конструира уникални идентификатори, използвайки битови операции:

1ID = (timestamp << 22) | (datacenterId << 17) | (workerId << 12) | sequence
2

Компоненти на формулата:

timestamp: Брой милисекунди от епохата
datacenterId: 5-битово цяло число (0-31), идентифициращо дата центъра
workerId: 5-битово цяло число (0-31), идентифициращо работната машина
sequence: 12-битово цяло число (0-4095) за множество ID на милисекунда

Процес на изчисление на Snowflake ID

Алгоритъмът за генериране на Snowflake ID следва тези точни стъпки:

Получете текущия времеви печат: Извлечете текущото време в милисекунди
Осигурете хронологичен ред: Проверете дали времевият печат надвишава последния използван времеви печат
Обработете същия времеви печат: Ако времевият печат съвпада с предишния, увеличете номера на последователността
Предотвратете преливане: Ако последователността достигне 4096, изчакайте следващата милисекунда
Комбинирайте компонентите: Използвайте битови операции, за да създадете финалното уникално ID

Този процес гарантира монотонно нарастващи ID в рамките на всяка машина, като същевременно поддържа глобална уникалност в разпределените системи.

Сценарии и приложения на Snowflake ID

Snowflake ID се отличават в различни сценарии на разпределено изчисление:

Основни сценарии на употреба

Разпределени системи: Генерирайте уникални ID на множество машини без координация
Обработка на данни с висока производителност: Създайте сортирани ID за масивни набори от данни
Архитектура на микросервизи: Осигурете уникални идентификатори за различни услуги
Шардинг на бази данни: Използвайте компоненти от времеви печат или ID на машина за ефективно разделяне на данни

Приложения в реалния свят

Платформи за социални медии: Twitter, Instagram за ID на публикации и потребители
Системи за електронна търговия: Проследяване на поръчки и управление на инвентар
Събиране на данни от IoT: Логване на събития от устройства и данни от сензори
Финансови системи: Обработка на транзакции и одитни следи

Алтернативи на Snowflake ID и сравнения

Докато Snowflake ID са мощни, други системи за генерация на уникални ID включват:

Алтернативни системи за ID

UUID (Универсален уникален идентификатор): Най-добър за разпределена генерация без изисквания за сортиране
Автоинкрементиращи се ID на бази данни: Проста решение, ограничено до единични инстанции на бази данни
ULID (Универсален уникален лексикографски сортиран идентификатор): Подобен на Snowflake с base32 кодиране
NanoID: Компактен, безопасен за URL генератор на уникални низове за уеб приложения

Ограничения и съображения на Snowflake ID

Разбирането на ограниченията на Snowflake ID помага за правилното им внедряване:

Чести предизвикателства

Проблеми с синхронизация на часовника: Зависимостите от системното време могат да причинят проблеми с корекциите на NTP или промени в лятното време
Ограничение на годината 2079: Преливането на 41-битовия времеви печат изисква дългосрочно планиране за системи с висока мащабируемост
Управление на ID на машини: Осигуряването на уникални ID на машини в големи разпределени системи изисква координация
Преливане на последователността: Изключително високопроизводителни сценарии могат да изчерпят 4096 последователности на милисекунда
Ред на ID между машини: ID са монотонни за всяка машина, но не и глобално за всички машини

История на Snowflake ID

Snowflake ID бяха представени от Twitter през 2010 г., за да решат предизвикателството за генериране на разпределени, времево-сортирани уникални идентификатори в мащаб. С експлозията на потребителската база и обема на туитовете на Twitter, традиционните автоинкрементиращи се ID станаха недостатъчни за тяхната разпределена архитектура.

Системата оттогава е приета от големи технологични компании, включително Instagram, Discord и безброй други платформи, изискващи мащабируема генерация на ID за разпределени системи.

Примери за код на генератора на Snowflake ID

Имплементирайте генерация на Snowflake ID на предпочитания от вас програмен език:

1class SnowflakeGenerator {
2  constructor(epoch = 1288834974657, datacenterIdBits = 5, workerIdBits = 5, sequenceBits = 12) {
3    this.epoch = BigInt(epoch);
4    this.datacenterIdBits = datacenterIdBits;
5    this.workerIdBits = workerIdBits;
6    this.sequenceBits = sequenceBits;
7    this.maxDatacenterId = -1n ^ (-1n << BigInt(datacenterIdBits));
8    this.maxWorkerId = -1n ^ (-1n << BigInt(workerIdBits));
9    this.sequenceMask = -1n ^ (-1n << BigInt(sequenceBits));
10    this.workerIdShift = BigInt(sequenceBits);
11    this.datacenterIdShift = BigInt(sequenceBits + workerIdBits);
12    this.timestampLeftShift = BigInt(sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits);
13    this.sequence = 0n;
14    this.lastTimestamp = -1n;
15  }
16
17  nextId(datacenterId, workerId) {
18    let timestamp = this.currentTimestamp();
19
20    if (timestamp < this.lastTimestamp) {
21      throw new Error('Часовникът се е преместил назад. Отказвам да генерирам ID');
22    }
23
24    if (timestamp === this.lastTimestamp) {
25      this.sequence = (this.sequence + 1n) & this.sequenceMask;
26      if (this.sequence === 0n) {
27        timestamp = this.tilNextMillis(this.lastTimestamp);
28      }
29    } else {
30      this.sequence = 0n;
31    }
32
33    this.lastTimestamp = timestamp;
34
35    return ((timestamp - this.epoch) << this.timestampLeftShift) |
36           (BigInt(datacenterId) << this.datacenterIdShift) |
37           (BigInt(workerId) << this.workerIdShift) |
38           this.sequence;
39  }
40
41  tilNextMillis(lastTimestamp) {
42    let timestamp = this.currentTimestamp();
43    while (timestamp <= lastTimestamp) {
44      timestamp = this.currentTimestamp();
45    }
46    return timestamp;
47  }
48
49  currentTimestamp() {
50    return BigInt(Date.now());
51  }
52}
53
54// Използване
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`Генерирано Snowflake ID: ${id}`);
58

1import time
2import threading
3
4class SnowflakeGenerator:
5    def __init__(self, datacenter_id, worker_id, sequence=0):
6        self.datacenter_id = datacenter_id
7        self.worker_id = worker_id
8        self.sequence = sequence
9
10        self.last_timestamp = -1
11        self.epoch = 1288834974657
12
13        self.datacenter_id_bits = 5
14        self.worker_id_bits = 5
15        self.sequence_bits = 12
16
17        self.max_datacenter_id = -1 ^ (-1 << self.datacenter_id_bits)
18        self.max_worker_id = -1 ^ (-1 << self.worker_id_bits)
19
20        self.worker_id_shift = self.sequence_bits
21        self.datacenter_id_shift = self.sequence_bits + self.worker_id_bits
22        self.timestamp_left_shift = self.sequence_bits + self.worker_id_bits + self.datacenter_id_bits
23        self.sequence_mask = -1 ^ (-1 << self.sequence_bits)
24
25        self._lock = threading.Lock()
26
27    def _til_next_millis(self, last_timestamp):
28        timestamp = self._get_timestamp()
29        while timestamp <= last_timestamp:
30            timestamp = self._get_timestamp()
31        return timestamp
32
33    def _get_timestamp(self):
34        return int(time.time() * 1000)
35
36    def next_id(self):
37        with self._lock:
38            timestamp = self._get_timestamp()
39
40            if timestamp < self.last_timestamp:
41                raise ValueError("Часовникът се е преместил назад. Отказвам да генерирам ID")
42
43            if timestamp == self.last_timestamp:
44                self.sequence = (self.sequence + 1) & self.sequence_mask
45                if self.sequence == 0:
46                    timestamp = self._til_next_millis(self.last_timestamp)
47            else:
48                self.sequence = 0
49
50            self.last_timestamp = timestamp
51
52            return ((timestamp - self.epoch) << self.timestamp_left_shift) | \
53                   (self.datacenter_id << self.datacenter_id_shift) | \
54                   (self.worker_id << self.worker_id_shift) | \
55                   self.sequence
56
57## Използване
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"Генерирано Snowflake ID: {snowflake_id}")
61

1import java.util.concurrent.locks.Lock;
2import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
3
4public class SnowflakeGenerator {
5    private final long epoch;
6    private final long datacenterIdBits;
7    private final long workerIdBits;
8    private final long sequenceBits;
9    private final long maxDatacenterId;
10    private final long maxWorkerId;
11    private final long workerIdShift;
12    private final long datacenterIdShift;
13    private final long timestampLeftShift;
14    private final long sequenceMask;
15
16    private long datacenterId;
17    private long workerId;
18    private long sequence = 0L;
19    private long lastTimestamp = -1L;
20
21    private final Lock lock = new ReentrantLock();
22
23    public SnowflakeGenerator(long datacenterId, long workerId) {
24        this.epoch = 1288834974657L;
25        this.datacenterIdBits = 5L;
26        this.workerIdBits = 5L;
27        this.sequenceBits = 12L;
28
29        this.maxDatacenterId = ~(-1L << datacenterIdBits);
30        this.maxWorkerId = ~(-1L << workerIdBits);
31
32        this.workerIdShift = sequenceBits;
33        this.datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
34        this.timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
35        this.sequenceMask = ~(-1L << sequenceBits);
36
37        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
38            throw new IllegalArgumentException("datacenterId не може да бъде по-голям от maxDatacenterId или по-малък от 0");
39        }
40        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41            throw new IllegalArgumentException("workerId не може да бъде по-голям от maxWorkerId или по-малък от 0");
42        }
43        this.datacenterId = datacenterId;
44        this.workerId = workerId;
45    }
46
47    public long nextId() {
48        lock.lock();
49        try {
50            long timestamp = timeGen();
51            if (timestamp < lastTimestamp) {
52                throw new RuntimeException("Часовникът се е преместил назад. Отказвам да генерирам ID");
53            }
54
55            if (lastTimestamp == timestamp) {
56                sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
57                if (sequence == 0) {
58                    timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
59                }
60            } else {
61                sequence = 0L;
62            }
63
64            lastTimestamp = timestamp;
65
66            return ((timestamp - epoch) << timestampLeftShift) |
67                   (datacenterId << datacenterIdShift) |
68                   (workerId << workerIdShift) |
69                   sequence;
70        } finally {
71            lock.unlock();
72        }
73    }
74
75    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
76        long timestamp = timeGen();
77        while (timestamp <= lastTimestamp) {
78            timestamp = timeGen();
79        }
80        return timestamp;
81    }
82
83    private long timeGen() {
84        return System.currentTimeMillis();
85    }
86
87    public static void main(String[] args) {
88        SnowflakeGenerator generator = new SnowflakeGenerator(1, 1);
89        long id = generator.nextId();
90        System.out.println("Генерирано Snowflake ID: " + id);
91    }
92}
93

require 'time'

class SnowflakeGenerator
  def initialize(datacenter_id, worker_id, sequence = 0)
    @datacenter_id = datacenter_id
    @worker_id = worker_id
    @sequence = sequence
    @last_timestamp = -1
    @epoch = 1288834974657

    @datacenter_id_bits = 5
    @worker_id_bits = 5
    @sequence_bits = 12

    @max_datacenter_id = -1 ^ (-1 << @datacenter_id_bits)
    @max_worker_id = -1 ^ (-1 << @worker_id_bits)

    @worker_id_shift = @sequence_bits
    @datacenter_id_shift = @sequence_bits + @worker_id_bits
    @timestamp_left_shift = @sequence_bits + @worker_id_bits + @datacenter_id_bits
    @sequence_mask = -1 ^ (-1 << @sequence_bits)
  end

  def next_id
    timestamp = (Time.now.to_f * 1000).to_i

    raise 'Часовникът се е преместил назад' if timestamp < @last_timestamp

    if timestamp == @last_timestamp
      @sequence = (@sequence + 1) & @sequence_mask
      timestamp = til_next_millis(@last_timestamp)

🔗

Свързани инструменти

Открийте още инструменти, които може да бъдат полезни за вашия работен процес

Безплатен генератор на API ключове - Създайте сигурни ключове с 32 символа онлайн

Изпробвайте този инструмент

Генератор на ЕГН за тестови цели и валидация на данни

Изпробвайте този инструмент

Генератор на произволни локации: Създаване на глобални координати

Изпробвайте този инструмент

Генератор на MD5 хешове

Изпробвайте този инструмент

Ефективен генератор на KSUID за уникални идентификатори в системи

Изпробвайте този инструмент

Генератор на имена за бебета с категории - Намерете перфектното име

Изпробвайте този инструмент

Генериране и анализ на инструмент за Twitter Snowflake ID за прозрения

Генератор на Snowflake ID

Документация

Генератор на Snowflake ID: Създайте уникални идентификатори за разпределени системи

Какво е генератор на Snowflake ID?

Как работи генерирането на Snowflake ID

Как да използвате нашия инструмент за генерация на Snowflake ID

Анализ на съществуващи Snowflake ID

Формула за генериране на Snowflake ID

Процес на изчисление на Snowflake ID

Сценарии и приложения на Snowflake ID

Основни сценарии на употреба

Приложения в реалния свят

Алтернативи на Snowflake ID и сравнения

Алтернативни системи за ID

Ограничения и съображения на Snowflake ID

Чести предизвикателства

История на Snowflake ID

Примери за код на генератора на Snowflake ID

Свързани инструменти

Генератор на UUID за уникални идентификатори и приложения

Нано ID Генератор - Създайте Сигурни URL-Безопасни Уникални ID

Генератор на имена за произволни проекти

Генератор на произволни потребителски агенти за тестване на уеб разработки

Безплатен генератор на API ключове - Създайте сигурни ключове с 32 символа онлайн

Генератор на ЕГН за тестови цели и валидация на данни

Генератор на произволни локации: Създаване на глобални координати

Генератор на MD5 хешове

Ефективен генератор на KSUID за уникални идентификатори в системи

Генератор на имена за бебета с категории - Намерете перфектното име