如何用C#生成唯一的Snowflake ID

Snowflake ID 是一种分布式系统中生成唯一 ID 的算法，由 Twitter 开源。它可以在不依赖数据库或其他存储设备的情况下生成全局唯一的 ID。Snowflake ID 通常是一个 64 位的整数，由以下部分组成：

1. 前 1 位未使用，任意填充。
2. 41 位表示时间戳。
3. 10 位表示工作机器 ID，可通过部署多个 Snowflake 服务。
4. 12 位序列号，单节点每毫秒内可以生成 4096 个 ID。

以下是一个简单的 C# 实现：

using System;
    
using System.Threading;


public class SnowflakeIdWorker
{
    
    private const long Twepoch = 1288834974657L;
    
    private const int WorkerIdBits = 10;
    
    private const int SequenceBits = 12;
    
    private const long MaxWorkerId = -1L ^ (-1L<
    <
     WorkerIdBits);
    
    private const long SequenceMask = -1L ^ (-1L <
    <
     SequenceBits);
    

    private static readonly object SyncRoot = new object();
    
    private readonly long _workerId;
    
    private long _sequence;
    
    private long _lastTimestamp;


    public SnowflakeIdWorker(long workerId)
    {
    
        if (workerId >
     MaxWorkerId || workerId <
 0)
            throw new ArgumentException($"Worker Id can't be greater than {
MaxWorkerId}
     or less than 0");
    

        _workerId = workerId;

    }


    public long NextId()
    {

        lock (SyncRoot)
        {
    
            var timestamp = TimeGen();
    

            if (timestamp <
 _lastTimestamp)
                throw new Exception($"Invalid system clock! Refusing to generate id for {
_lastTimestamp - timestamp}
     milliseconds");


            if (_lastTimestamp == timestamp)
            {
    
                _sequence = (_sequence + 1) &
     SequenceMask;
    
                if (_sequence == 0) timestamp = TilNextMillis(_lastTimestamp);

            }

            else
            {
    
                _sequence = 0;

            }
    

            _lastTimestamp = timestamp;
    
            var id = ((timestamp - Twepoch) <
    <
     (WorkerIdBits + SequenceBits)) | (_workerId <
    <
     SequenceBits) | _sequence;
    

            return id;

        }

    }


    protected virtual long TilNextMillis(long lastTimestamp)
    {
    
        var timestamp = TimeGen();
    
        while (timestamp <
    = lastTimestamp) timestamp = TimeGen();
    
        return timestamp;

    }


    protected virtual long TimeGen()
    {
    
        return DateTimeOffset.UtcNow.ToUnixTimeMilliseconds();

    }

}
    

要使用此类生成 Snowflake ID，请创建一个 SnowflakeIdWorker 实例并调用 NextId() 方法。例如：

var worker = new SnowflakeIdWorker(1);
     // Use worker ID 1
var id = worker.NextId();
    
Console.WriteLine("Generated Snowflake ID: " + id);
    

注意：这个实现不是线程安全的，如果需要在多线程环境中使用，请确保对 NextId() 方法进行适当的同步。在上面的代码中，我们使用了 lock 关键字来实现同步。

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