分布式订单流水号生成器SequenceNoUtils

需求

在业务系统中常常需要生成业务流水号，通常可根据流水号判断业务触发时间，同时又必须保证在业务服务多实例情况下流水号的唯一性。网上常见的方案是使用redis自增的功能或直接使用数据库表序列自增功能做流水号，这些方案必须依赖第三方服务使得业务的依赖性变高，可用性降低，基于此是否可开发出不依赖任何第三方服务的流水号功能了？

实现方案

再看mybatis-plus源码时，受到生成序列号的实现启发，自己实现了一个订单流水号生成器SequenceNoUtils，分布式订单流水号生成器SequenceNoUtils 基于开源项目：https://gitee.com/yu120/sequence优化改造，使用类雪花算法实现，可生成23个字符串流水号，前15位字符串为时间，具体可到毫秒，后8位为机器ID+序列号，可满足大部分业务场景需求。

订单流水号生成器，最多23个数字字符串，如：22070908371818823233395，15个数字字符时间戳+8个数字字符标识[26位bit(12位机器标识位数(最大4095)+14位序列号(最大16383))，新的毫秒"sequence"等于1到10000的随机数,16383-10000=6383,故单机排除机器其他性能因数，理论上一秒钟可生成6376617(6383*999)个流水号，4095个业务服务部署，流水号只有在多实例部署下有极低重复，使用时需设置流水号字段做唯一索引，获取重复在获取一次即可。

流水号样例：22071210583016014764553

源码：

package com.likavn.falcon.common.utils;import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.net.InetAddress;
import java.net.NetworkInterface;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;/*** 业务流水号生成器，固定为23个数字字符，如：22070908371818823233395* <p>* 15个数字字符时间戳+8个数字字符标识[26位bit(3位数据中心位(最大7个)+11位机器标识位数(最大2047)+12位序列号(最大4095))* </p>* 新的毫秒"sequence"等于1到1000的随机数,4095-1000=3095,* 故单机排除机器其他性能因数，理论上一秒钟可生成3091905(3095*999)个流水号* 同一个数据中心同一个业务服务不可超过最大2047个业务服务实例数.** <p>优化开源项目：https://gitee.com/yu120/sequence</p>** @author Lwei* @date 2021/12/23 9:50*/
public class SequenceNoUtils {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SequenceNoUtils.class);/*** 时间搓格式化*/private static final DateTimeFormatter TIME_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyMMddHHmmssSSS");/*** 数字标识位数*/private final long numberBitsMast = 26L;/*** 数据中心识位数*/private final long dataCenterIdBits = 3L;/*** 机器标识位数*/private final long workerIdBits = 11L;/*** 毫秒内自增位*/private final long sequenceBits = numberBitsMast - dataCenterIdBits - workerIdBits;/*** 最大序列号*/private final long sequenceMask = ~(-1L << sequenceBits);private final long workerIdShift = sequenceBits;private final long dataCenterIdShift = workerIdShift + workerIdBits;private long sequence = 0L;/*** 8个数字字符标识段左补齐*/private final String numberFullLeft = "%08d";private long lastTimestamp = -1L;/*** 当前数据中心*/private final long dataCenterId;/*** 当前机器节点*/private final long workerId;private SequenceNoUtils() {// 最大数据中心数long maxDataCenterId = ~(-1L << dataCenterIdBits);this.dataCenterId = getDataCenterId(maxDataCenterId);// 最大机器节点数long maxWorkerId = ~(-1L << workerIdBits);this.workerId = getMaxWorkerId(dataCenterId, maxWorkerId);}/*** 获取流水号** @return code*/public static String generateNo() {return getSingleton().nextCode();}/*** 单例模式-双重校验锁** @return sq*/private static SequenceNoUtils getSingleton() {return SingletonHolder.SINGLETON;}private static final class SingletonHolder {static final SequenceNoUtils SINGLETON = new SequenceNoUtils();}/*** next code** @return code*/private synchronized String nextCode() {long timestamp = timeGen();//闰秒if (timestamp < lastTimestamp) {long offset = lastTimestamp - timestamp;if (offset <= 5) {try {wait(offset << 1);timestamp = timeGen();if (timestamp < lastTimestamp) {throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for %d milliseconds", offset));}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}} else {throw new RuntimeException(String.format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for %d milliseconds", offset));}}if (lastTimestamp == timestamp) {// 相同毫秒内，序列号自增sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;if (sequence == 0) {// 同一毫秒的序列数已经达到最大timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);}} else {// 新增的毫秒，序列号置为 1 - 1000 随机数sequence = ThreadLocalRandom.current().nextLong(1, 1000);}lastTimestamp = timestamp;// 时间戳格式化 + (数据中心标识 | 机器标识部分 | 序列号部分)return TIME_FORMATTER.format(LocalDateTime.ofInstant(new Date(timestamp).toInstant(), ZoneId.systemDefault()))// 左补齐+ String.format(numberFullLeft, ((dataCenterId << dataCenterIdShift)| (workerId << workerIdShift)| sequence));}/*** 数据标识id部分*/private static long getDataCenterId(long maxDataCenterId) {long id = 0L;try {InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();NetworkInterface network = NetworkInterface.getByInetAddress(ip);if (network == null) {id = 1L;} else {byte[] mac = network.getHardwareAddress();if (null != mac) {id = ((0x000000FF & (long) mac[mac.length - 2]) | (0x0000FF00 & (((long) mac[mac.length - 1]) << 8))) >> 6;id = id % (maxDataCenterId + 1);}}} catch (Exception e) {logger.warn(" getDataCenterId: " + e.getMessage());}return id;}/*** 获取 maxWorkerId*/private static long getMaxWorkerId(long maxDataCenterId, long maxWorkerId) {StringBuilder mpId = new StringBuilder();mpId.append(maxDataCenterId);String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();if (null != name && name.trim().length() > 0) {/** GET jvmPid*/mpId.append(name.split("@")[0]);}/** MAC + PID 的 hashcode 获取16个低位*/return (mpId.toString().hashCode() & 0xffff) % (maxWorkerId + 1);}/*** tilNextMillis** @param lastTimestamp stamp* @return l*/private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {long timestamp = timeGen();while (timestamp <= lastTimestamp) {timestamp = timeGen();}return timestamp;}/*** 获取毫秒** @return l*/private long timeGen() {return SystemClock.now();}public static void main(String[] args) {long t = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 100000; i++) {System.out.println(generateNo());}System.out.println(System.currentTimeMillis() - t);}
}

使用：

public static void main(String[] args) {SequenceNoUtils.generateNo()
}

源码地址：SequenceNoUtils

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