C# 高并发获取唯一ID算法

凡事涉及到高性能貌似都是高大上的东西，所以嘛我也试试；其实这个时间戳ID的生成主要为了解决我们公司内部的券号生成，估计有小伙伴认为券号生成有这么麻烦嘛，搞个自增ID完全可以用起来，或者时间取毫微米时间戳等。

如果以上真是这样简单的话，那我要说道说道；首先自增ID资源耗尽的时候，特别礼券号生成的越频繁，毕竟bigInt也有耗尽那天（当然如果有更长数字字段就是慢慢耗呗），而且依靠数据库进行被动生成，在有些业务上比较软肋；我还有一个同事说搞一张表定时去自增生成ID，这样就能随时取已经存在的ID资源数据，我只能说这是一种笨办法，而且你都不知道外部业务对券号的需要量有多少，万一立马要个1000万，你来得及？

还有就是毫微米时间戳也是会出问题，因为在多并发请求下也会大概率出现同样ID，大家不信可以去试试，想想我们的CPU运算有多快；当然防止重复可以考虑休眠例如一毫秒，但这样就会丢失性能，想想雪花算法一毫秒能产生4095个不重复ID，我们好歹也可以向它学习吧，以上说了这么多少就明白了这个要求也是蛮苛刻的，当中我也想过用雪花算法，但由于生成的ID比较长（后面我会说为什么不适宜）！

下面来看看我对这个唯一时间戳ID生成的代码算法，借鉴了点雪花算法：

/// <summary>/// 时间戳ID/// </summary>public class TimestampID{private long _lastTimestamp;private long _sequence; //计数从零开始private readonly DateTime? _initialDateTime;private static TimestampID _timestampID;private const int MAX_END_NUMBER = 9999;private TimestampID(DateTime? initialDateTime){_initialDateTime = initialDateTime;}/// <summary>/// 获取单个实例对象/// </summary>/// <param name="initialDateTime">最初时间，与当前时间做个相差取时间戳</param>/// <returns></returns>public static TimestampID GetInstance(DateTime? initialDateTime = null){if (_timestampID == null) Interlocked.CompareExchange(ref _timestampID, new TimestampID(initialDateTime), null);return _timestampID;}/// <summary>/// 最初时间，作用时间戳的相差/// </summary>protected DateTime InitialDateTime{get{if (_initialDateTime == null || _initialDateTime.Value == DateTime.MinValue) return new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);return _initialDateTime.Value;}}/// <summary>/// 获取时间戳ID/// </summary>/// <returns></returns>public string GetID(){long temp;var timestamp = GetUniqueTimeStamp(_lastTimestamp, out temp);return $"{timestamp}{Fill(temp)}";//这个时新的C#语法 你可以改为 String.Formate("{0}Fill({1})",timestamp,temp)}private string Fill(long temp){var num = temp.ToString();IList<char> chars = new List<char>();for (int i = 0; i < MAX_END_NUMBER.ToString().Length - num.Length; i++){chars.Add('0');}return new string(chars.ToArray()) + num;}/// <summary>/// 获取一个时间戳字符串/// </summary>/// <returns></returns>public long GetUniqueTimeStamp(long lastTimeStamp, out long temp){lock (this){temp = 1;var timeStamp = GetTimestamp();if (timeStamp == _lastTimestamp){_sequence = _sequence + 1;temp = _sequence;if (temp >= MAX_END_NUMBER){timeStamp = GetTimestamp();_lastTimestamp = timeStamp;temp = _sequence = 1;}}else{_sequence = 1;_lastTimestamp = timeStamp;}return timeStamp;}}/// <summary>/// /// </summary>/// <returns></returns>private long GetTimestamp(){if (InitialDateTime >= DateTime.Now) throw new Exception("最初时间比当前时间还大，不合理");var ts = DateTime.UtcNow - InitialDateTime;return (long)ts.TotalMilliseconds;}}

当中我加了一点补位算法，保证每次出来的ID长度一致，之前提到了是用在礼券号上的，那就应该不能这么长，后续我又继续进行了32进制计算，缩短到8-10位左右，但大家估计觉的还是长，那就看取决你把相差时间应该缩短。但如果直接用雪花算法生成的ID进行32位进制缩短也是在10位以上，所以我没有用到。

对了，忘记说了性能问题，一毫秒预计能生成1000个，呵呵，还算过得去

接下来谈谈礼券这块业务，类似我们初创电商公司这种需要去互联网上大量拉拢会员，所以也相对需要大量的推广礼券号，如果成熟的电商如京东和天猫等，他们所有礼券都已经绑定到自己会员身上，在使用上根本不用去关注填写什么礼券号，也是他们的礼券体系相对完整和成熟，故我们对礼券号的的生成需求也是一块心病。

下面再说说雪花算法生成的ID，比较适合使用一些流水数据，如果分布式上生成时就需要考虑一台吞吐量好的服务统一生成ID，或者也可以进行多台服务器+负载均衡，当然每台机器出的ID还是需要标识补位（比如机器自定义的编号ID）增加长度防止同一时间重复ID。

以上如有不对之处请留言，大家共同学习进步！！！

2017.1.22 > 在生产环境中，突然又发生了礼券号重复问题，导致我怀疑算法的不严谨，后来发现触发生成的来源是两个服务进程，哈哈，真是自己找坑跳；故大家在部署时候一定要确保ID生成在一个进程里，如果分布式还是老话，加上必要的分布标识NO

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