【朝夕教育】2023年10月 .NET CORE工具案例-DeveloperSharp(分布式唯一Id)

微软MVP Eleven

于 2023-10-29 23:30:41 发布

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分类专栏： .NET CORE 工具案例文章标签： .netcore 分布式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zhaoxi2020/article/details/134110051

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本文介绍了如何在分布式系统中使用DeveloperSharp库生成分布式唯一ID，包括Snowflake算法的原理和C#实现，以及在Web项目和控制台项目中的应用。

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🚀前言

分布式唯一ID（Distributed Unique ID，简称DUID）是指在分布式系统中，为了避免ID冲突而使用的一种ID生成方式。

在分布式系统中，多个节点同时生成ID，如果采用单机自增序列的方式，容易造成ID重复的问题。为了解决这个问题，产生了DUID的概念。

常见的DUID生成方式有：

UUID：通用唯一识别码，是一种由网络软件使用的标准，用于标识信息的唯一性。UUID是根据时间戳、硬件设备等多个因素生成的，因此非常难以重复。
Snowflake算法：是Twitter公司开源的一种分布式ID生成算法。Snowflake算法生成的ID是一个64位整数，其中42位表示时间戳，10位表示工作机器ID，12位表示序列号。这种方式可以在分布式系统中保证ID的唯一性。
GUID：全局唯一标识符，是由Microsoft定义的一种生成唯一ID的算法。与UUID类似，GUID也是根据多种参数生成的，具有很高的唯一性。

本文主要介绍DeveloperSharp的使用，DeveloperSharp是一个研发中大型项目必备的系统平台，也是一个低代码平台。

它主要包括了如下一些功能：

基于Sql语句、存储过程、事务、分页的数据库操作。并几乎支持市面上所有种类的数据库。
图片操作。裁剪、缩放、加水印。
http请求调用（Post与Get）
高效分页
Web服务/WebApi的负载均衡
数据库的负载均衡，以及读写分离
CORS跨域访问
UUID全球通用唯一识别码
MQ消息队列（请另行使用DeveloperSharp.RabbitMQ包）
Redis缓存（请另行使用DeveloperSharp.Redis包）
“异种数据库”的负载均衡
其他相关功能

🚀一、分布式唯一Id

🔎1.安装包

DeveloperSharp

在这里插入图片描述

🔎2.使用

1、WEB项目

using DeveloperSharp.Framework.CoreUtility; //从NuGet引用DeveloperSharp包
--------------------------

//首先在Startup.cs或Program.cs文件中进行工具预载
Services.AddTransient<IUtility, Utility>();
--------------------------

//IU是在相关文件中，通过依赖注入方式获取的IUtility类型对象
var Id = IU.GenerateId("Order");//产生分布式唯一Id

2.控制台项目

using DeveloperSharp.Framework.CoreUtility;//从NuGet引用DeveloperSharp包
------------------------

IUtility IU = new Utility();
var Id = IU.GenerateId("Order");//产生分布式唯一Id

在这里插入图片描述

🔎3.自定义雪花算法

以下是一个基于C#的雪花算法ID生成器示例代码：

public class SnowflakeIdGenerator
{
    private static readonly long twepoch = 1288834974657L;
    private static readonly long workerIdBits = 5L;
    private static readonly long datacenterIdBits = 5L;
    private static readonly long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << (int)workerIdBits);
    private static readonly long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << (int)datacenterIdBits);
    private static readonly long sequenceBits = 12L;

    private static readonly long workerIdShift = sequenceBits;
    private static readonly long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private static readonly long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    private static readonly long sequenceMask = -1L ^ (-1L << (int)sequenceBits);

    private static readonly Random random = new Random();

    private readonly long workerId;
    private readonly long datacenterId;
    private long lastTimestamp = -1L;
    private long sequence;

    public SnowflakeIdGenerator(long workerId, long datacenterId)
    {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0)
        {
            throw new ArgumentException($"worker Id can't be greater than {maxWorkerId} or less than 0");
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0)
        {
            throw new ArgumentException($"datacenter Id can't be greater than {maxDatacenterId} or less than 0");
        }

        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
    }

    public long NextId()
    {
        lock (this)
        {
            long timestamp = GetTimestamp();
            if (timestamp < lastTimestamp)
            {
                throw new Exception($"clock moved backwards.  Refusing to generate id for {lastTimestamp - timestamp} milliseconds");
            }
            if (lastTimestamp == timestamp)
            {
                sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
                if (sequence == 0)
                {
                    timestamp = TilNextMillis(lastTimestamp);
                }
            }
            else
            {
                sequence = random.Next(1, 10);
            }

            lastTimestamp = timestamp;

            return ((timestamp - twepoch) << (int)timestampLeftShift) |
                    (datacenterId << (int)datacenterIdShift) |
                    (workerId << (int)workerIdShift) |
                    sequence;
        }
    }

    private long TilNextMillis(long lastTimestamp)
    {
        long timestamp = GetTimestamp();
        while (timestamp <= lastTimestamp)
        {
            timestamp = GetTimestamp();
        }
        return timestamp;
    }

    private static long GetTimestamp()
    {
        return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
    }
}

使用方法：

static void Main(string[] args)
{
    SnowflakeIdGenerator generator = new SnowflakeIdGenerator(1, 1);
    long id = generator.NextId();
    Console.WriteLine(id);
}