java实现雪花算法ID生成器工具类

/**
 * 主键（id）生成器，用于生成唯一id号
 * 1、注意：在写主键生成器时，请考虑主键不会重复。
 * 2、尤其需要考虑在短时间内大量调用生成器，也保证不要出现重复
 * 3、实现类必须是线程安全的，因为会应用在多线程环境中去
 *
 */
@FunctionalInterface
public interface IdGenerate<T extends Serializable> {
    /**
     * id 生成器
     *
     * @return
     */
    T generate();
}

/**
 * 抽象 ID 生成器
 *
 */
public abstract class AbstractIdGenerate<T extends Serializable> implements IdGenerate<T> {
    private final static int MAX_MACHINE_CODE = 31;
    /**
     * 最大17bit的序列号是131071
     */
    private final static int MAX_ORDER_NO = 131071;
    /**
     * 时间戳的掩码41bit
     */
    private final static long TIME_CODE = Long.MAX_VALUE >>> 22;
    /**
     * 2015-01-01 00:00:00
     * 1420041600210
     * 因为生成器可以使用69年，而我们想在这些时间里面，生成出来的id是逐渐自增的。
     * 所以这里指定了从什么时候开始使用id生成器。
     */
    private final static long START_TIME = 1420041600210L;
    /**
     * 机器码 （0-31）
     */
    private final long MACHINE_CODE;
    /**
     * 用于生成序列号
     */
    private AtomicInteger orderNo;
    public AbstractIdGenerate(final long machineCode) {
        if (machineCode < 0 || machineCode > MAX_MACHINE_CODE) {
            throw new IllegalArgumentException("请注意，1、机器码在多台机器或应用间是不允许重复的！2、机器码取值仅仅在0~31之间");
        }
        this.MACHINE_CODE = machineCode;
        orderNo = new AtomicInteger(0);
    }
    protected Long generateLong() {
        //1.与基准时间对其，得到相对时间
        long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis() - START_TIME;
        //2.保留相对时间的低41bit
        currentTimeMillis = currentTimeMillis & TIME_CODE;
        //3、将1到41bit移到高位去 就是23~63。
        currentTimeMillis = currentTimeMillis << 22;
        /*
         * 序列号自增1和获取
         * 注意：先增加再取值。
         */
        int orderNo = this.orderNo.incrementAndGet();
        do {
            if (orderNo > MAX_ORDER_NO) {
                //如果超过了最大序列号   则重置为0
                if (this.orderNo.compareAndSet(orderNo, 0)) {
                    //这里使用cas操作，所以不需要加锁    1、操作失败了   则表示别的线程已经更改了数据，则直接进行自增并获取则可以了
                    orderNo = 0;
                } else {
                    //注意：先增加再取值。
                    orderNo = this.orderNo.incrementAndGet();
                }
            }
        } while (orderNo > MAX_ORDER_NO);
        //符号位（1）bit、时间戳（2~42）bit | 序列号（43~59）bit | 机器码（60~64）bit
        return currentTimeMillis | (orderNo << 5) | MACHINE_CODE;
    }
}

/**
 * 1bit         + 41bit         + 17bit         + 5bit
 * |                |                |                |
 * |                |                |                |
 * 符合位                 时间戳（毫秒）             序列号                  机器码
 * 第1bit固定是0  符号位不动 。
 * 第2bit到第42bit使用时间蹉，精确到毫秒  41bit。 使用年限是69年
 * 第43bit到第59bit使用自增的序列号       17bit  可用序列号最大131071个，说明一毫秒我们可以生成131071个不同的序列号。
 * 第60bit到第64bit使用机器码    5bit   可以使系统可以分布式，最大分布式数量是32台机子。
 *
 */
public class SnowflakeIdGenerate extends AbstractIdGenerate<Long> {
    public SnowflakeIdGenerate(final long machineCode) {
        super(machineCode);
    }
    @Override
    public Long generate() {
        return super.generateLong();
    }
}

/**
  * id生成 机器码， 单机配置1即可。 集群部署，每个实例自增1即可。
  *
  * @param machineCode
  * @return
  */
 @Bean("snowflakeIdGenerate")
 public IdGenerate getIdGenerate(@Value("${id-generator.machine-code:1}") Long machineCode) {
     return new SnowflakeIdGenerate(machineCode);
 }