Nástroj pro generování a analýzu Twitter Snowflake ID pro poznatky
Generujte a analyzujte Twitter Snowflake ID, jedinečné 64bitové identifikátory používané v distribuovaných systémech. Tento nástroj vám umožňuje vytvářet nová Snowflake ID a analyzovat existující, poskytující poznatky o jejich časovém razítku, ID stroje a komponentě sekvenčního čísla.
Generátor Snowflake ID
Generátor Snowflake ID
Dokumentace
Generátor ID Snowflake: Vytvářejte unikátní identifikátory pro distribuované systémy
Co je generátor ID Snowflake?
Generátor ID Snowflake vytváří unikátní identifikátory pro distribuované systémy, původně vyvinutý Twitterem pro zpracování dat v obrovském měřítku. Tento výkonný generátor unikátních ID produkuje 64bitová celá čísla složená z časového razítka, ID stroje a sekvenčního čísla, což zajišťuje unikátnost napříč distribuovanými systémy bez koordinace mezi servery.
Náš bezplatný online nástroj pro generování ID Snowflake vám umožňuje okamžitě generovat a analyzovat ID Snowflake, což je ideální pro vývojáře pracující s mikroservisy, distribuovanými databázemi a aplikacemi s vysokým průtokem.
Jak funguje generování ID Snowflake
ID Snowflake jsou 64bitová celá čísla s pečlivě navrženou strukturou, která zaručuje unikátnost:
- 41 bitů: Časové razítko (milisekundy od vlastního epoch)
- 10 bitů: ID stroje (5 bitů pro ID datového centra, 5 bitů pro ID pracovníka)
- 12 bitů: Sekvenční číslo
Tato distribuovaná struktura ID umožňuje generování přibližně 4 096 unikátních ID za milisekundu na stroj, což je ideální pro distribuované systémy s vysokým průtokem.
Jak používat náš nástroj pro generátor ID Snowflake
Postupujte podle těchto jednoduchých kroků pro generování unikátních ID Snowflake:
- Nastavit vlastní epoch (volitelné): Použijte výchozí epoch Twitteru (2010-11-04T01:42:54.657Z) nebo nastavte vlastní
- Konfigurovat ID strojů: Zadejte ID stroje (0-31) a ID datového centra (0-31)
- Generovat ID: Klikněte na "Generovat" pro vytvoření nového unikátního ID Snowflake
- Zobrazit výsledky: Zobrazte vygenerované ID a jeho rozložení komponent
Analyzovat existující ID Snowflake
Pro dekódování ID Snowflake jej zadejte do pole "Parse ID" a klikněte na "Parse", abyste viděli jeho časové razítko, ID stroje a sekvenční komponenty.
Vzorec pro generování ID Snowflake
Algoritmus ID Snowflake konstruuje unikátní identifikátory pomocí bitových operací:
1ID = (časové razítko << 22) | (ID datového centra << 17) | (ID pracovníka << 12) | sekvence
2
Komponenty vzorce:
časové razítko
: Počet milisekund od epochyID datového centra
: 5bitové celé číslo (0-31) identifikující datové centrumID pracovníka
: 5bitové celé číslo (0-31) identifikující pracovní strojsekvence
: 12bitové celé číslo (0-4095) pro více ID za milisekundu
Proces výpočtu ID Snowflake
Algoritmus generování ID Snowflake následuje tyto přesné kroky:
- Získat aktuální časové razítko: Získejte aktuální čas v milisekundách
- Zajistit chronologický pořádek: Ověřte, že časové razítko překračuje poslední použité časové razítko
- Zpracovat stejné časové razítko: Pokud se časové razítko shoduje s předchozím, zvyšte sekvenční číslo
- Zabránit přetečení: Pokud sekvence dosáhne 4096, počkejte na další milisekundu
- Kombinovat komponenty: Použijte bitové operace k vytvoření konečného unikátního ID
Tento proces zaručuje monotonicky rostoucí ID v rámci každého stroje, zatímco udržuje globální unikátnost napříč distribuovanými systémy.
Případy použití a aplikace ID Snowflake
ID Snowflake vynikají v různých scénářích distribuovaného výpočtu:
Hlavní případy použití
- Distribuované systémy: Generujte unikátní ID napříč více stroji bez koordinace
- Zpracování dat s vysokým objemem: Vytvářejte třídící ID pro obrovské datové sady
- Architektura mikroservis: Zajistěte unikátní identifikátory napříč různými službami
- Shardování databází: Použijte komponenty časového razítka nebo ID stroje pro efektivní dělení dat
Aplikace v reálném světě
- Sociální média: Twitter, Instagram pro ID příspěvků a uživatelů
- E-commerce systémy: Sledování objednávek a správa zásob
- Sběr dat IoT: Záznam událostí zařízení a dat senzorů
- Finanční systémy: Zpracování transakcí a auditní stopy
Alternativy a srovnání ID Snowflake
I když jsou ID Snowflake mocné, existují i jiné systémy generování unikátních ID:
Alternativní ID systémy
- UUID (Universálně unikátní identifikátor): Nejlepší pro distribuovanou generaci bez požadavků na třídění
- Automaticky se zvyšující ID databáze: Jednoduché řešení omezené na jednotlivé instance databáze
- ULID (Universálně unikátní lexikograficky tříděný identifikátor): Podobné Snowflake s kódováním base32
- NanoID: Kompaktní, URL-bezpečný generátor unikátních řetězců pro webové aplikace
Omezení a úvahy o ID Snowflake
Pochopení omezení ID Snowflake pomáhá při správné implementaci:
Běžné výzvy
- Problémy se synchronizací hodin: Závislosti na systémovém čase mohou způsobit problémy s úpravami NTP nebo změnami letního času
- Omezení roku 2079: Přetečení 41bitového časového razítka vyžaduje dlouhodobé plánování pro systémy s vysokým měřítkem
- Správa ID strojů: Zajištění unikátních ID strojů napříč velkými distribuovanými systémy vyžaduje koordinaci
- Přetečení sekvence: Extrémně vysokoprůtokové scénáře mohou vyčerpat 4096 sekvencí za milisekundu
- Pořadí napříč stroji: ID jsou monotonicá na každém stroji, ale ne globálně napříč všemi stroji
Historie ID Snowflake
ID Snowflake byla představena Twitterem v roce 2010 jako řešení pro generování distribuovaných, časově tříděných unikátních identifikátorů v obrovském měřítku. Jak se uživatelská základna Twitteru a objem tweetů explodovaly, tradiční automaticky se zvyšující ID se staly nedostatečnými pro jejich distribuovanou architekturu.
Systém byl od té doby přijat významnými technologickými společnostmi včetně Instagramu, Discordu a nesčetných dalších platforem vyžadujících škálovatelné generování ID pro distribuované systémy.
Příklady kódu generátoru ID Snowflake
Implementujte generaci ID Snowflake ve svém preferovaném programovacím jazyce:
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('Hodiny se posunuly zpět. Odmítám generovat 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// Použití
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`Vygenerované ID Snowflake: ${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("Hodiny se posunuly zpět. Odmítám generovat 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## Použití
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"Vygenerované ID Snowflake: {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 can't be greater than maxDatacenterId or less than 0");
39 }
40 if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41 throw new IllegalArgumentException("workerId can't be greater than maxWorkerId or less than 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("Hodiny se posunuly zpět. Odmítám generovat 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("Vygenerované ID Snowflake: " + id);
91 }
92}
93
1require 'time'
2
3class SnowflakeGenerator
4 def initialize(datacenter_id, worker_id, sequence = 0)
5 @datacenter_id = datacenter_id
6 @worker_id = worker_id
7 @sequence = sequence
8 @last_timestamp = -1
9 @epoch = 1288834974657
10
11 @datacenter_id_bits = 5
12 @worker_id_bits = 5
13 @sequence_bits = 12
14
15 @max_datacenter_id = -1 ^ (-1 << @datacenter_id_bits)
16 @max_worker_id = -1 ^ (-1 << @worker_id_bits)
17
18 @worker_id_shift = @sequence_bits
19 @datacenter_id_shift = @sequence_bits + @worker_id_bits
20 @timestamp_left_shift = @sequence_bits + @worker_id_bits + @datacenter_id_bits
21 @sequence_mask = -1 ^ (-1 << @sequence_bits)
22 end
23
24 def next_id
25 timestamp = (Time.now.to_f * 1000).to_i
26
27 raise 'Hodiny se posunuly zpět' if timestamp < @last_timestamp
28
29 if timestamp == @last_timestamp
30 @sequence = (@sequence + 1) & @sequence_mask
31 timestamp = til_next_millis(@last_timestamp) if @sequence == 0
32 else
33 @sequence = 0
34 end
35
36 @last_timestamp = timestamp
37
38 ((timestamp - @epoch) << @timestamp_left_shift) |
39 (@datacenter_id << @datacenter_id_shift) |
40 (@worker_id << @worker_id_shift) |
41 @sequence
42 end
43
44 private
45
46 def til_next_millis(last_timestamp)
47 timestamp = (Time.now.to_f * 1000).to_i
48 timestamp = (Time.now.to_f * 1000).to_i while timestamp <= last_timestamp
49 timestamp
50 end
51end
52
53## Použití
54generator = SnowflakeGenerator.new(1, 1)
55snowflake_id = generator.next_id
56puts "Vygenerované ID Snowflake: #{snowflake_id}"
57
undefined
Související nástroje
Objevte další nástroje, které by mohly být užitečné pro vaši pracovní postup.