インサイトのためのTwitterスノーフレークID生成および分析ツール
TwitterスノーフレークIDを生成および分析します。これは、分散システムで使用されるユニークな64ビット識別子です。このツールを使用すると、新しいスノーフレークIDを作成し、既存のIDを解析して、タイムスタンプ、マシンID、およびシーケンス番号のコンポーネントに関するインサイトを提供します。
スノーフレークIDジェネレーター
スノーフレークIDジェネレーター
ドキュメンテーション
スノーフレークIDジェネレーター:ユニークな分散システム識別子を作成する
スノーフレークIDジェネレーターとは?
スノーフレークIDジェネレーターは、分散システムのためのユニークな識別子を生成するツールで、元々はTwitterによって大規模データ処理のために開発されました。この強力なユニークIDジェネレーターは、タイムスタンプ、マシンID、およびシーケンス番号で構成された64ビット整数を生成し、サーバー間の調整なしに分散システム全体でのユニーク性を保証します。
私たちの無料オンラインスノーフレークIDジェネレーターツールを使用すると、スノーフレークIDを即座に生成および解析できるため、マイクロサービス、分散データベース、高スループットアプリケーションに取り組む開発者に最適です。
スノーフレークID生成の仕組み
スノーフレークIDは、ユニーク性を保証するために慎重に設計された構造を持つ64ビット整数です:
- 41ビット:タイムスタンプ(カスタムエポックからのミリ秒)
- 10ビット:マシンID(データセンターID用の5ビット、ワーカーID用の5ビット)
- 12ビット:シーケンス番号
この分散ID構造により、1台のマシンあたり約4,096のユニークIDをミリ秒ごとに生成でき、高スループットの分散システムに最適です。
スノーフレークIDジェネレーターツールの使い方
以下の簡単な手順に従って、ユニークなスノーフレークIDを生成します:
- カスタムエポックを設定(オプション):デフォルトのTwitterエポック(2010-11-04T01:42:54.657Z)を使用するか、自分のものを設定します
- マシンIDを構成:マシンID(0-31)とデータセンターID(0-31)を入力します
- IDを生成:新しいユニークスノーフレークIDを作成するために「生成」をクリックします
- 結果を表示:生成されたIDとその構成要素の内訳を確認します
既存のスノーフレークIDを解析する
スノーフレークIDをデコードするには、「IDを解析」フィールドに入力し、「解析」をクリックして、そのタイムスタンプ、マシンID、およびシーケンスコンポーネントを表示します。
スノーフレークID生成の公式
スノーフレークIDアルゴリズムは、ビット演算を使用してユニークな識別子を構築します:
1ID = (timestamp << 22) | (datacenterId << 17) | (workerId << 12) | sequence
2
公式の構成要素:
timestamp
:エポックからのミリ秒数datacenterId
:データセンターを識別する5ビット整数(0-31)workerId
:ワーカー機械を識別する5ビット整数(0-31)sequence
:ミリ秒ごとの複数のID用の12ビット整数(0-4095)
スノーフレークID計算プロセス
スノーフレークID生成アルゴリズムは、以下の正確な手順に従います:
- 現在のタイムスタンプを取得:ミリ秒単位で現在の時間を取得します
- 時系列順序を確保:タイムスタンプが最後に使用されたタイムスタンプを超えていることを確認します
- 同じタイムスタンプの処理:タイムスタンプが前回と一致する場合、シーケンス番号をインクリメントします
- オーバーフローを防ぐ:シーケンスが4096に達した場合、次のミリ秒を待ちます
- 構成要素を結合:ビット演算を使用して最終的なユニークIDを作成します
このプロセスは、各マシン内で単調増加するIDを保証し、分散システム全体でのグローバルなユニーク性を維持します。
スノーフレークIDのユースケースとアプリケーション
スノーフレークIDは、さまざまな分散コンピューティングシナリオで優れています:
主なユースケース
- 分散システム:複数のマシン間で調整なしにユニークIDを生成
- 高ボリュームデータ処理:大規模データセット用のソート可能なIDを作成
- マイクロサービスアーキテクチャ:異なるサービス間でユニークな識別子を確保
- データベースシャーディング:効率的なデータパーティショニングのためにタイムスタンプまたはマシンIDコンポーネントを使用
実世界のアプリケーション
- ソーシャルメディアプラットフォーム:Twitter、Instagramの投稿およびユーザーID
- Eコマースシステム:注文追跡および在庫管理
- IoTデータ収集:デバイスイベントのログ記録およびセンサーデータ
- 金融システム:トランザクション処理および監査証跡
スノーフレークIDの代替と比較
スノーフレークIDは強力ですが、他のユニークID生成システムもあります:
代替IDシステム
- UUID(ユニバーサルユニーク識別子):ソート可能性の要件がない分散生成に最適
- 自動インクリメントデータベースID:単一のデータベースインスタンスに制限されたシンプルなソリューション
- ULID(ユニバーサルユニーク辞書順ソート可能識別子):スノーフレークに似たbase32エンコーディング
- NanoID:ウェブアプリケーション用のコンパクトでURL安全なユニーク文字列ジェネレーター
スノーフレークIDの制限と考慮事項
スノーフレークIDの制限を理解することで、適切な実装が可能になります:
一般的な課題
- 時計の同期の問題:システム時間の依存性がNTP調整や夏時間の変更で問題を引き起こす可能性があります
- 2079年の制限:41ビットのタイムスタンプオーバーフローは、高スケールシステムのための長期計画を必要とします
- マシンID管理:大規模な分散システム全体でユニークなマシンIDを確保するには調整が必要です
- シーケンスオーバーフロー:非常に高スループットのシナリオでは、ミリ秒ごとに4096のシーケンスが枯渇する可能性があります
- マシン間の順序:IDは各マシン内で単調ですが、すべてのマシン間でグローバルには単調ではありません
スノーフレークIDの歴史
スノーフレークIDは、Twitterが2010年に導入し、分散型で時間順にソート可能なユニーク識別子を大規模に生成するという課題を解決しました。Twitterのユーザーベースとツイートの量が急増する中、従来の自動インクリメントIDはその分散アーキテクチャには不十分になりました。
このシステムは、その後、Instagram、Discordなどの主要なテクノロジー企業や、分散システムのためのスケーラブルなID生成を必要とする無数のプラットフォームに採用されています。
スノーフレークIDジェネレーターのコード例
お好みのプログラミング言語でスノーフレークID生成を実装します:
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('時計が逆に進みました。IDの生成を拒否します');
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// 使用例
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`生成されたスノーフレーク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("時計が逆に進みました。IDの生成を拒否します")
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## 使用例
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"生成されたスノーフレーク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はmaxDatacenterIdより大きくなることも0未満になることもできません");
39 }
40 if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41 throw new IllegalArgumentException("workerIdはmaxWorkerIdより大きくなることも0未満になることもできません");
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("時計が逆に進みました。IDの生成を拒否します");
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("生成されたスノーフレーク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 '時計が逆に進みました' if timestamp < @last_timestamp if timestamp == @last_timestamp @sequence = (@sequence + 1) & @sequence_mask timestamp = til_next_millis(@last_timestamp) if @sequence == 0
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