palaflake V2

snowflake 改进型分布式ID生成方案

概述

palaflake 为低分布式场景提供全局唯一的ID生成方案，并通过时间回拨位为更多场景提供冗余可能。

ID结构

palaflake 同 snowflake 一样，采用64个二进制位来生成 ID，palaflake 也是一个i64值。

下面是一个标准的 palaflake 二进制表示（间隔和换行是出于排版考虑）：

01112222 22222222 22222222 22222222
22222222 22223333 33334444 44444444

• 首位（被标识为0）：弃用，置0，因为有符号64位整数在大多数应用场景中更为通用。

• 第2~4位（共3位，被标识为1）：时间回拨位，允许至多承受7次时间回拨。

• 第5~44位（共40位，被标识为1）：精确到毫秒的时间戳，其最大使用年限为34年。

• 第45~52位（共8位，被标识为3）：实例标识，最大可供256个实例同时生成 ID。

• 第53~64位（共12位，被标识为4）：序列号，支持每毫秒生成4096个 ID。

最佳实践

为充分利用 ID 空间，请使用从项目启动时间开始的毫秒级时间戳。

palaflake 默认支持高达每秒400万（4096000）的并发量，可通过降低第5~44位的时间戳的精确程度来降低 palaflake 的并发程度以更加充分地利用ID空间（例如每10毫秒增加一次时间戳）。

注意事项

• 对于单一实例，palaflake 能够保证系统在线期间每次都产生递增的 ID，但不能保证系统重启后产生的 ID 相较于重启前是递增的（这是因为存在时间回拨位，如果不触发时间回拨，那么仍能保证重启后ID的递增性）。

• 对于多实例，palaflake 仅能保证 ID 的全局唯一性，不能保证多实例间 ID 的递增性。

• palaflake 的时间回拨位允许系统至多发生7次时间回拨，在这期间依然能够产生唯一且递增的 ID，应该在触发时间回拨后将后续 ID 映射到安全的ID空间，并置0回拨位。

实现

C#
F#
Kotlin
Rust

均包含一份示例代码和一个可直接编译使用的 library。

使用方法：

//以Kotlin为例，其他语言大同小异。
import Palaflake.Generator

fun main() {
    val g = Generator(1, 2022u)//实例标识和计时起始年
    println(g.next())
}

已知问题

• 仅对于 Windows 10 测试环境下的 Kotlin 实现，在以极高速度生成ID时有概率发生时间回拨位的过多递增（在单线程下也是如此），此问题并不影响生成 ID 的唯一性与递增性，但会使得容许的时间回拨次数减少。目前在实现中通过引入额外阻塞来限制 ID 生成速度以屏蔽此问题，但仍不能确定该问题是否会在其他情况下复现，详见 Kotlin 实现中的//TODO标记。其他语言的实现版本并无此问题。另对于 macOS 12 测试环境下，此问题未复现。

About V2

去除了保留位，因其意义不明且浪费ID空间。
弃用了首位，以适应更多应用场景。
拓宽了时间回拨位，以容许更多回拨的发生。
提前了时间回拨位和时间戳位，以提高某些场景中对ID的索引性能。