스노우플레이크 ID 생성기: 고유 분산 시스템 식별자 생성

스노우플레이크 ID 생성기란 무엇인가요?

스노우플레이크 ID 생성기는 분산 시스템을 위한 고유 식별자를 생성하며, 원래는 트위터에서 대규모 데이터 처리를 위해 개발되었습니다. 이 강력한 고유 ID 생성기는 타임스탬프, 머신 ID 및 시퀀스 번호로 구성된 64비트 정수를 생성하여, 서버 간의 조정 없이도 분산 시스템에서의 고유성을 보장합니다.

우리의 무료 온라인 스노우플레이크 ID 생성기 도구를 사용하면 스노우플레이크 ID를 즉시 생성하고 파싱할 수 있어, 마이크로서비스, 분산 데이터베이스 및 고처리량 애플리케이션을 다루는 개발자에게 완벽합니다.

스노우플레이크 ID 생성 방식

스노우플레이크 ID는 고유성을 보장하는 정교한 구조를 가진 64비트 정수입니다:

41 비트: 타임스탬프 (사용자 정의 에포크 이후 밀리초)
10 비트: 머신 ID (데이터 센터 ID를 위한 5 비트, 워커 ID를 위한 5 비트)
12 비트: 시퀀스 번호

이 분산 ID 구조는 각 머신당 약 4,096개의 고유 ID를 밀리초당 생성할 수 있게 하여, 고처리량 분산 시스템에 이상적입니다.

스노우플레이크 ID 생성기 도구 사용 방법

다음 간단한 단계를 따라 고유 스노우플레이크 ID를 생성하세요:

사용자 정의 에포크 설정 (선택 사항): 기본 트위터 에포크(2010-11-04T01:42:54.657Z)를 사용하거나 직접 설정
머신 ID 구성: 머신 ID(0-31) 및 데이터 센터 ID(0-31) 입력
ID 생성: "생성"을 클릭하여 새로운 고유 스노우플레이크 ID 생성
결과 보기: 생성된 ID와 그 구성 요소 분해 보기

기존 스노우플레이크 ID 파싱

스노우플레이크 ID를 디코딩하려면 "ID 파싱" 필드에 입력하고 "파싱"을 클릭하여 타임스탬프, 머신 ID 및 시퀀스 구성 요소를 확인하세요.

스노우플레이크 ID 생성 공식

스노우플레이크 ID 알고리즘은 비트 연산을 사용하여 고유 식별자를 구성합니다:

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

공식 구성 요소:

timestamp: 에포크 이후 밀리초 수
datacenterId: 데이터 센터를 식별하는 5비트 정수 (0-31)
workerId: 워커 머신을 식별하는 5비트 정수 (0-31)
sequence: 밀리초당 여러 ID를 위한 12비트 정수 (0-4095)

스노우플레이크 ID 계산 과정

스노우플레이크 ID 생성 알고리즘은 다음과 같은 정확한 단계를 따릅니다:

현재 타임스탬프 가져오기: 밀리초 단위로 현재 시간 검색
시간 순서 보장: 타임스탬프가 마지막 사용된 타임스탬프를 초과하는지 확인
동일한 타임스탬프 처리: 타임스탬프가 이전과 일치하면 시퀀스 번호 증가
오버플로우 방지: 시퀀스가 4096에 도달하면 다음 밀리초까지 대기
구성 요소 결합: 비트 연산을 사용하여 최종 고유 ID 생성

이 과정은 각 머신 내에서 단조롭게 증가하는 ID를 보장하면서 분산 시스템 전반에 걸쳐 글로벌 고유성을 유지합니다.

스노우플레이크 ID 사용 사례 및 애플리케이션

스노우플레이크 ID는 다양한 분산 컴퓨팅 시나리오에서 뛰어난 성능을 발휘합니다:

주요 사용 사례

분산 시스템: 여러 머신에서 조정 없이 고유 ID 생성
고용량 데이터 처리: 대규모 데이터 세트를 위한 정렬 가능한 ID 생성
마이크로서비스 아키텍처: 서로 다른 서비스 간의 고유 식별자 보장
데이터베이스 샤딩: 효율적인 데이터 파티셔닝을 위한 타임스탬프 또는 머신 ID 구성 요소 사용

실제 애플리케이션

소셜 미디어 플랫폼: 트위터, 인스타그램의 게시물 및 사용자 ID
전자상거래 시스템: 주문 추적 및 재고 관리
IoT 데이터 수집: 장치 이벤트 로깅 및 센서 데이터
금융 시스템: 거래 처리 및 감사 추적

스노우플레이크 ID 대안 및 비교

스노우플레이크 ID가 강력하지만, 다른 고유 ID 생성 시스템도 있습니다:

대체 ID 시스템

UUID (범용 고유 식별자): 정렬 가능성 요구 사항 없이 분산 생성에 최적
자동 증가 데이터베이스 ID: 단일 데이터베이스 인스턴스에 제한된 간단한 솔루션
ULID (범용 고유 정렬 가능 식별자): 스노우플레이크와 유사하며 base32 인코딩 사용
NanoID: 웹 애플리케이션을 위한 컴팩트하고 URL 안전한 고유 문자열 생성기

스노우플레이크 ID 한계 및 고려 사항

스노우플레이크 ID 한계를 이해하면 적절한 구현에 도움이 됩니다:

일반적인 문제

시계 동기화 문제: 시스템 시간 의존성으로 인해 NTP 조정 또는 일광 절약 시간 변경 시 문제가 발생할 수 있음
2079년 한계: 41비트 타임스탬프 오버플로우로 인해 고규모 시스템에 대한 장기 계획 필요
머신 ID 관리: 대규모 분산 시스템에서 고유 머신 ID 보장을 위한 조정 필요
시퀀스 오버플로우: 매우 높은 처리량 시나리오에서는 밀리초당 4096 시퀀스가 소진될 수 있음
크로스 머신 정렬: ID는 각 머신 내에서 단조롭게 증가하지만 모든 머신에서 전역적으로는 그렇지 않음

스노우플레이크 ID의 역사

스노우플레이크 ID는 트위터에서 2010년에 도입되어 대규모로 분산되고 시간 정렬 가능한 고유 식별자를 생성하는 문제를 해결했습니다. 트위터의 사용자 기반과 트윗 수가 폭발적으로 증가함에 따라 전통적인 자동 증가 ID는 그들의 분산 아키텍처에 충분하지 않게 되었습니다.

이 시스템은 이후 인스타그램, 디스코드 및 고유 ID 생성을 요구하는 수많은 다른 플랫폼을 포함한 주요 기술 회사들에 의해 채택되었습니다.

스노우플레이크 ID 생성기 코드 예제

선호하는 프로그래밍 언어로 스노우플레이크 ID 생성을 구현하세요:

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('시계가 뒤로 이동했습니다. ID 생성을 거부합니다.');
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// 사용법
55const generator = new SnowflakeGenerator();
56const id = generator.nextId(1, 1);
57console.log(`생성된 스노우플레이크 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("시계가 뒤로 이동했습니다. ID 생성을 거부합니다.")
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## 사용법
58generator = SnowflakeGenerator(datacenter_id=1, worker_id=1)
59snowflake_id = generator.next_id()
60print(f"생성된 스노우플레이크 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("datacenterId는 maxDatacenterId보다 클 수 없고 0보다 작을 수 없습니다.");
39        }
40        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
41            throw new IllegalArgumentException("workerId는 maxWorkerId보다 클 수 없고 0보다 작을 수 없습니다.");
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("시계가 뒤로 이동했습니다. ID 생성을 거부합니다.");
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("생성된 스노우플레이크 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 '시계가 뒤로 이동했습니다.' 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## 사용법
54generator = SnowflakeGenerator.new(1, 1)
55snowflake_id = generator.next_id
56puts "생성된 스노우플레이크 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 =

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