Generieren und Analysieren von Twitter Snowflake ID-Tools für Einblicke
Generieren und analysieren Sie Twitter Snowflake IDs, einzigartige 64-Bit-Identifikatoren, die in verteilten Systemen verwendet werden. Dieses Tool ermöglicht es Ihnen, neue Snowflake IDs zu erstellen und vorhandene zu analysieren, und bietet Einblicke in ihre Zeitstempel-, Maschinen-ID- und Sequenznummernkomponenten.
Snowflake-ID-Generator
Snowflake-ID-Generator
Dokumentation
Snowflake-ID-Generator: Erstellen Sie eindeutige verteilte Systemidentifikatoren
Was ist ein Snowflake-ID-Generator?
Ein Snowflake-ID-Generator erstellt eindeutige Identifikatoren für verteilte Systeme, ursprünglich von Twitter entwickelt, um massive Datenverarbeitung in großem Maßstab zu bewältigen. Dieser leistungsstarke eindeutige ID-Generator erzeugt 64-Bit-Ganzzahlen, die aus einem Zeitstempel, einer Maschinen-ID und einer Sequenznummer bestehen, und gewährleistet Eindeutigkeit über verteilte Systeme hinweg, ohne dass eine Koordination zwischen Servern erforderlich ist.
Unser kostenloses Online-Tool zum Snowflake-ID-Generator ermöglicht es Ihnen, Snowflake-IDs sofort zu generieren und zu analysieren, was es perfekt für Entwickler macht, die mit Mikrodiensten, verteilten Datenbanken und Anwendungen mit hohem Durchsatz arbeiten.
Wie die Snowflake-ID-Generierung funktioniert
Snowflake-IDs sind 64-Bit-Ganzzahlen mit einer sorgfältig gestalteten Struktur, die Eindeutigkeit garantiert:
- 41 Bits: Zeitstempel (Millisekunden seit einer benutzerdefinierten Epoche)
- 10 Bits: Maschinen-ID (5 Bits für die Rechenzentrum-ID, 5 Bits für die Worker-ID)
- 12 Bits: Sequenznummer
Diese verteilte ID-Struktur ermöglicht die Generierung von etwa 4.096 eindeutigen IDs pro Millisekunde pro Maschine, was sie ideal für verteilte Systeme mit hohem Durchsatz macht.
So verwenden Sie unser Snowflake-ID-Generator-Tool
Befolgen Sie diese einfachen Schritte, um eindeutige Snowflake-IDs zu generieren:
- Benutzerdefinierte Epoche festlegen (Optional): Verwenden Sie die Standard-Twitter-Epoche (2010-11-04T01:42:54.657Z) oder legen Sie Ihre eigene fest
- Maschinen-IDs konfigurieren: Geben Sie die Maschinen-ID (0-31) und die Rechenzentrum-ID (0-31) ein
- ID generieren: Klicken Sie auf "Generieren", um eine neue eindeutige Snowflake-ID zu erstellen
- Ergebnisse anzeigen: Sehen Sie die generierte ID und ihre Komponentenaufteilung
Vorhandene Snowflake-IDs analysieren
Um eine Snowflake-ID zu dekodieren, geben Sie sie in das Feld "ID analysieren" ein und klicken Sie auf "Analysieren", um ihren Zeitstempel, die Maschinen-ID und die Sequenzkomponenten anzuzeigen.
Snowflake-ID-Generierungsformel
Der Snowflake-ID-Algorithmus konstruiert eindeutige Identifikatoren mithilfe von bitweisen Operationen:
1ID = (timestamp << 22) | (datacenterId << 17) | (workerId << 12) | sequence
2
Formelkomponenten:
timestamp
: Anzahl der Millisekunden seit der EpochedatacenterId
: 5-Bit-Ganzzahl (0-31), die das Rechenzentrum identifiziertworkerId
: 5-Bit-Ganzzahl (0-31), die die Arbeitsmaschine identifiziertsequence
: 12-Bit-Ganzzahl (0-4095) für mehrere IDs pro Millisekunde
Snowflake-ID-Berechnungsprozess
Der Snowflake-ID-Generierungsalgorithmus folgt diesen präzisen Schritten:
- Aktuellen Zeitstempel abrufen: Aktuelle Zeit in Millisekunden abrufen
- Chronologische Reihenfolge sicherstellen: Überprüfen, ob der Zeitstempel den zuletzt verwendeten Zeitstempel übersteigt
- Gleichen Zeitstempel behandeln: Wenn der Zeitstempel mit dem vorherigen übereinstimmt, die Sequenznummer erhöhen
- Überlauf verhindern: Wenn die Sequenz 4096 erreicht, auf die nächste Millisekunde warten
- Komponenten kombinieren: Verwenden Sie bitweise Operationen, um die endgültige eindeutige ID zu erstellen
Dieser Prozess garantiert monoton steigende IDs innerhalb jeder Maschine, während die globale Eindeutigkeit über verteilte Systeme hinweg gewahrt bleibt.
Snowflake-ID-Anwendungsfälle und Anwendungen
Snowflake-IDs sind in verschiedenen Szenarien der verteilten Datenverarbeitung hervorragend:
Hauptanwendungsfälle
- Verteilte Systeme: Eindeutige IDs über mehrere Maschinen hinweg ohne Koordination generieren
- Datenverarbeitung mit hohem Volumen: Sortierbare IDs für massive Datensätze erstellen
- Mikrodienste-Architektur: Eindeutige Identifikatoren über verschiedene Dienste hinweg sicherstellen
- Datenbank-Sharding: Zeitstempel- oder Maschinen-ID-Komponenten für effiziente Datenpartitionierung verwenden
Anwendungsbeispiele aus der Praxis
- Soziale Medien Plattformen: Twitter, Instagram für Post- und Benutzer-IDs
- E-Commerce-Systeme: Bestellverfolgung und Bestandsverwaltung
- IoT-Datensammlung: Geräteereignisprotokollierung und Sensordaten
- Finanzsysteme: Transaktionsverarbeitung und Prüfpfade
Snowflake-ID-Alternativen und Vergleiche
Während Snowflake-IDs leistungsstark sind, gibt es andere Systeme zur eindeutigen ID-Generierung:
Alternative ID-Systeme
- UUID (Universally Unique Identifier): Am besten für verteilte Generierung ohne Sortieranforderungen
- Auto-incrementing Database IDs: Einfache Lösung, die auf einzelne Datenbankinstanzen beschränkt ist
- ULID (Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier): Ähnlich wie Snowflake mit Base32-Codierung
- NanoID: Kompakter, URL-sicherer eindeutiger String-Generator für Webanwendungen
Snowflake-ID-Einschränkungen und Überlegungen
Das Verständnis der Einschränkungen von Snowflake-IDs hilft bei der ordnungsgemäßen Implementierung:
Häufige Herausforderungen
- Uhrzeitsynchronisierungsprobleme: Abhängigkeiten von Systemzeiten können Probleme mit NTP-Anpassungen oder Änderungen der Sommerzeit verursachen
- Einschränkung des Jahres 2079: Überlauf des 41-Bit-Zeitstempels erfordert langfristige Planung für Systeme mit hohem Maßstab
- Verwaltung der Maschinen-ID: Sicherstellung eindeutiger Maschinen-IDs über große verteilte Systeme hinweg erfordert Koordination
- Sequenzüberlauf: Extrem hochdurchsatzfähige Szenarien können 4096 Sequenzen pro Millisekunde erschöpfen
- Übergreifende Maschinenreihenfolge: IDs sind monoton pro Maschine, jedoch nicht global über alle Maschinen hinweg
Geschichte der Snowflake-IDs
Snowflake-IDs wurden von Twitter im Jahr 2010 eingeführt, um die Herausforderung zu lösen, verteilte, zeitlich sortierbare eindeutige Identifikatoren in großem Maßstab zu generieren. Als die Benutzerbasis von Twitter und das Tweet-Volumen explodierten, wurden traditionelle auto-incrementing IDs für ihre verteilte Architektur unzureichend.
Das System wurde seitdem von großen Technologieunternehmen wie Instagram, Discord und unzähligen anderen Plattformen übernommen, die skalierbare ID-Generierung für verteilte Systeme benötigen.
Snowflake-ID-Generator-Codebeispiele
Implementieren Sie Snowflake-ID-Generierung in Ihrer bevorzugten Programmiersprache:
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('Die Uhr wurde zurückgestellt. ID-Generierung verweigert');
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// Verwendung
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`Generierte 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("Die Uhr wurde zurückgestellt. ID-Generierung verweigert")
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## Verwendung
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"Generierte 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 darf nicht größer als maxDatacenterId oder kleiner als 0 sein");
39 }
40 if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41 throw new IllegalArgumentException("workerId darf nicht größer als maxWorkerId oder kleiner als 0 sein");
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("Die Uhr wurde zurückgestellt. ID-Generierung verweigert");
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("Generierte Snowflake-ID: " + 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 'Die Uhr wurde zurückgestellt' 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## Verwendung
54generator = SnowflakeGenerator.new(1, 1)
55snowflake_id = generator.next_id
56puts "Generierte Snowflake-ID: #{snowflake_id}"
57
<?php class SnowflakeGenerator { private $epoch; private $datacenterIdBits; private $workerIdBits; private $sequenceBits; private $maxDatacenterId; private $maxWorkerId; private $workerIdShift; private $datacenterIdShift; private $timestampLeftShift; private $sequenceMask; private $datacenterId; private $workerId; private $sequence = 0; private $lastTimestamp = -1; public function __construct($datacenterId, $workerId) { $this->epoch = 1288834974657; $this->datacenterIdBits = 5; $this->workerIdBits = 5; $this->sequenceBits = 12; $this->maxDatacenterId = -1 ^ (-1 << $this->datacenterIdBits); $this->maxWorkerId = -1 ^ (-1 << $this->workerIdBits); $this->workerIdShift = $this->sequenceBits; $this->datacenterIdShift = $this->sequenceBits + $this->workerIdBits; $this->timestampLeft
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