开源一个c# 新的雪花算法

下面是详细讲解“开源一个c#新的雪花算法”的完整攻略：

1. 前言

雪花算法是分布式系统中生成唯一 ID 的算法之一，常用于对数据库的主键进行分布式处理。目前已经有很多开源的雪花算法实现，本攻略通过介绍如何开源一个新的 C# 雪花算法，来帮助初学者更好地掌握这个算法的原理和实现。

2. 环境

在进行开发之前，我们需要先安装以下环境：

• Visual Studio 2017 或更高版本
• .NET Framework 4.0 或更高版本

3. 雪花算法的原理

雪花算法的基本实现思路是根据时间戳、机器 ID 和序列号生成唯一 ID。其中时间戳、机器 ID 和序列号分别占用了算法生成 ID 的 64 位中的不同位数。

具体而言，时间戳占用了 41 位，机器 ID 占用了 10 位，序列号占用了 12 位。采用 41 位时间戳可以支持生成 ID 的时长达到 69 年。机器 ID 可以自定义，但需要保证不同的机器 ID 之间不会出现冲突。序列号可以根据需要自定义，但需要满足单机高并发的需求。

4. 实现

4.1 定义类

首先我们需要在 Visual Studio 中创建一个 Class Library 项目，并在其中定义一个名为 Snowflake 的类。

namespace Snowflake
{
    public class Snowflake
    {
        private readonly static long Twepoch = 1288834974657L;
        private readonly static int WorkerIdBits = 10;
        private readonly static int SequenceBits = 12;
        private readonly static long WorkerIdMax = -1L ^ -1L << WorkerIdBits;
        private readonly static long SequenceMask = -1L ^ -1L << SequenceBits;

        private readonly long workerId;
        private long sequence = 0L;
        private long lastTimestamp = -1L;

        public Snowflake(long workerId)
        {
            if (workerId < 0 || workerId > WorkerIdMax)
            {
                throw new ArgumentException(string.Format("Worker ID cannot be greater than {0} or less than 0", WorkerIdMax));
            }
            this.workerId = workerId;
        }

        public synchronized long NextId()
        {
            long timestamp = TimeGen();
            if (timestamp < lastTimestamp)
            {
                throw new Exception(string.Format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for {0} milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
            }
            if (lastTimestamp == timestamp)
            {
                sequence = (sequence + 1) & SequenceMask;
                if (sequence == 0)
                {
                    timestamp = TilNextMillis(lastTimestamp);
                }
            }
            else
            {
                sequence = 0L;
            }
            lastTimestamp = timestamp;
            return ((timestamp - Twepoch) << (WorkerIdBits + SequenceBits)) | (workerId << SequenceBits) | sequence;
        }

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

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

其中 Twepoch 是一个起始时间戳常量，为 UTC 时间 2010 年 11 月 4 日零点。WorkerIdBits 和 SequenceBits 分别表示机器 ID 和序列号所占用的位数。WorkerIdMax 是机器 ID 的最大值，SequenceMask 是序列号的掩码。注意在此实现中需要使用 synchronized 关键字进行同步，以保证线程安全。

4.2 使用示例

在以上代码实现完成之后，我们可以新建一个 Console Application 项目作为测试项目，并在其中调用 Snowflake 类生成唯一 ID。

namespace SnowflakeTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Snowflake sf = new Snowflake(1);
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.Out.WriteLine(sf.NextId());
            }
            Console.In.ReadLine();
        }
    }
}

在运行以上代码之前，我们需要先将 Snowflake 类所在的项目添加为 Console Application 项目的引用，并在 Main 方法中创建一个 Snowflake 实例。通过调用 NextId 方法，我们可以生成 10 个唯一的 ID。