Genera e Analizza lo Strumento ID Snowflake di Twitter per Insights
Genera e analizza gli ID Snowflake di Twitter, identificatori unici a 64 bit utilizzati nei sistemi distribuiti. Questo strumento ti consente di creare nuovi ID Snowflake e analizzare quelli esistenti, fornendo informazioni sui loro componenti di timestamp, ID macchina e numero di sequenza.
Generatore di ID Snowflake
Generatore di ID Snowflake
Documentazione
Generatore di ID Snowflake: Crea Identificatori Unici per Sistemi Distribuiti
Cos'è un Generatore di ID Snowflake?
Un generatore di ID Snowflake crea identificatori unici per sistemi distribuiti, originariamente sviluppato da Twitter per gestire l'elaborazione di dati su larga scala. Questo potente generatore di ID unici produce interi a 64 bit composti da un timestamp, un ID macchina e un numero di sequenza, garantendo unicità tra sistemi distribuiti senza coordinamento tra i server.
Il nostro strumento online gratuito per la generazione di ID Snowflake ti consente di generare e analizzare ID Snowflake istantaneamente, rendendolo perfetto per gli sviluppatori che lavorano con microservizi, database distribuiti e applicazioni ad alta capacità.
Come Funziona la Generazione di ID Snowflake
Gli ID Snowflake sono interi a 64 bit con una struttura progettata con attenzione che garantisce unicità:
- 41 bit: Timestamp (millisecondi da un'epoca personalizzata)
- 10 bit: ID Macchina (5 bit per l'ID del data center, 5 bit per l'ID del lavoratore)
- 12 bit: Numero di sequenza
Questa struttura di ID distribuiti consente la generazione di circa 4.096 ID unici per millisecondo per macchina, rendendola ideale per sistemi distribuiti ad alta capacità.
Come Utilizzare il Nostro Strumento di Generazione di ID Snowflake
Segui questi semplici passaggi per generare ID Snowflake unici:
- Imposta Epoca Personalizzata (Opzionale): Usa l'epoca predefinita di Twitter (2010-11-04T01:42:54.657Z) o imposta la tua
- Configura gli ID Macchina: Inserisci l'ID macchina (0-31) e l'ID del data center (0-31)
- Genera ID: Clicca su "Genera" per creare un nuovo ID Snowflake unico
- Visualizza Risultati: Vedi l'ID generato e la sua suddivisione nei componenti
Analizza ID Snowflake Esistenti
Per decodificare un ID Snowflake, inseriscilo nel campo "Analizza ID" e clicca su "Analizza" per vedere il suo timestamp, ID macchina e componenti di sequenza.
Formula di Generazione degli ID Snowflake
L'algoritmo di ID Snowflake costruisce identificatori unici utilizzando operazioni bitwise:
1ID = (timestamp << 22) | (datacenterId << 17) | (workerId << 12) | sequence
2
Componenti della Formula:
timestamp
: Numero di millisecondi dall'epocadatacenterId
: Intero a 5 bit (0-31) che identifica il data centerworkerId
: Intero a 5 bit (0-31) che identifica la macchina lavoratricesequence
: Intero a 12 bit (0-4095) per più ID per millisecondo
Processo di Calcolo degli ID Snowflake
L'algoritmo di generazione degli ID Snowflake segue questi passaggi precisi:
- Ottieni Timestamp Corrente: Recupera l'ora corrente in millisecondi
- Assicurati dell'Ordine Cronologico: Verifica che il timestamp superi l'ultimo timestamp utilizzato
- Gestisci lo Stesso Timestamp: Se il timestamp corrisponde al precedente, incrementa il numero di sequenza
- Previeni Overflow: Se la sequenza raggiunge 4096, attendi il millisecondo successivo
- Combina i Componenti: Usa operazioni bitwise per creare l'ID unico finale
Questo processo garantisce ID monotonamente crescenti all'interno di ogni macchina mantenendo l'unicità globale tra i sistemi distribuiti.
Casi d'Uso e Applicazioni degli ID Snowflake
Gli ID Snowflake eccellono in vari scenari di calcolo distribuito:
Casi d'Uso Principali
- Sistemi Distribuiti: Genera ID unici su più macchine senza coordinamento
- Elaborazione Dati ad Alto Volume: Crea ID ordinabili per set di dati massivi
- Architettura Microservizi: Garantire identificatori unici tra diversi servizi
- Sharding del Database: Usa componenti di timestamp o ID macchina per un'efficiente partizione dei dati
Applicazioni nel Mondo Reale
- Piattaforme di Social Media: Twitter, Instagram per ID post e utenti
- Sistemi di E-commerce: Tracciamento ordini e gestione dell'inventario
- Raccolta Dati IoT: Registrazione eventi dei dispositivi e dati dei sensori
- Sistemi Finanziari: Elaborazione delle transazioni e audit trail
Limitazioni e Considerazioni sugli ID Snowflake
Comprendere le limitazioni degli ID Snowflake aiuta nella corretta implementazione:
Sfide Comuni
- Problemi di Sincronizzazione dell'Orologio: Le dipendenze dal tempo di sistema possono causare problemi con le regolazioni NTP o i cambiamenti dell'ora legale
- Limitazione dell'Anno 2079: L'overflow del timestamp a 41 bit richiede una pianificazione a lungo termine per sistemi ad alta scala
- Gestione degli ID Macchina: Garantire ID macchina unici tra grandi sistemi distribuiti richiede coordinamento
- Overflow della Sequenza: Scenari di throughput estremamente elevato possono esaurire 4096 sequenze per millisecondo
- Ordinamento tra Macchine: Gli ID sono monotoni per macchina ma non globalmente tra tutte le macchine
Storia degli ID Snowflake
Gli ID Snowflake sono stati introdotti da Twitter nel 2010 per risolvere la sfida di generare identificatori unici distribuiti e ordinabili nel tempo su larga scala. Con l'esplosione della base utenti di Twitter e del volume dei tweet, gli ID auto-incrementali tradizionali sono diventati insufficienti per la loro architettura distribuita.
Il sistema è stato successivamente adottato da importanti aziende tecnologiche tra cui Instagram, Discord e innumerevoli altre piattaforme che richiedono generazione di ID scalabile per sistemi distribuiti.
Esempi di Codice per il Generatore di ID Snowflake
Implementa la generazione di ID Snowflake nel tuo linguaggio di programmazione preferito:
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('L\'orologio è tornato indietro. Rifiuto di generare 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// Utilizzo
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`ID Snowflake generato: ${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("L'orologio è tornato indietro. Rifiuto di generare 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## Utilizzo
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"ID Snowflake generato: {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 non può essere maggiore di maxDatacenterId o minore di 0");
39 }
40 if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41 throw new IllegalArgumentException("workerId non può essere maggiore di maxWorkerId o minore di 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("L'orologio è tornato indietro. Rifiuto di generare 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("ID Snowflake generato: " + 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 'L\'orologio è tornato indietro' 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## Utilizzo
54generator = SnowflakeGenerator.new(1, 1)
55snowflake_id = generator.next_id
56puts "ID Snowflake generato: #{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->timestampLeftShift = $this->sequenceBits + $this->workerIdBits + $this->datacenterIdBits; $this->sequenceMask = -1 ^ (-1 << $this->sequenceBits); if ($datacenterId > $this->maxDatacenterId || $datacenterId < 0) { throw new Exception("datacenterId non può essere maggiore di maxDatacenterId o minore di 0"); } if ($workerId > $this->maxWorkerId || $workerId < 0) { throw new Exception("workerId non può essere maggiore di maxWorkerId o minore di 0"); } $this->datacenterId = $datacenterId; $this->worker
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