C# 中唯一ID的生成方法(C# 中高效生成唯一ID的实用方法)

原创

ithorizon 6个月前 (10-21) 阅读数 25 #后端开发

C# 中高效生成唯一ID的实用方法

一、引言

在软件开发中，生成唯一ID是一个常见的场景。唯一ID可以用于标识数据库中的记录、用户的会话、分布式系统中的请求等。C# 提供了多种生成唯一ID的方法，本文将介绍一些高效实用的生成唯一ID的方法。

二、GUID

GUID（全局唯一标识符）是一种广泛使用的唯一ID生成方法。在C#中，可以使用System.Guid类来生成GUID。

2.1 使用Guid.NewGuid()生成GUID


using System;
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Guid guid = Guid.NewGuid();
        Console.WriteLine("生成的GUID: " + guid.ToString());
    }
}

Guid.NewGuid()方法会生成一个新的GUID，每次调用都会生成不同的GUID。这是一种单纯且高效的生成唯一ID的方法。

三、基于时间的唯一ID生成方法

除了GUID，还可以使用基于时间的唯一ID生成方法。这种方法生成的ID具有时间戳，可以反映出ID的生成顺序。

3.1 Snowflake算法

Snowflake算法是一种常用的基于时间的唯一ID生成算法。它由Twitter开源，可以生成64位的唯一ID。Snowflake算法将ID分为几部分：时间戳、数据中心ID、机器ID和序列号。

3.2 实现Snowflake算法


using System;
public class SnowflakeIdWorker
{
    // 下面两个每个5位，加起来就是10位的机器标识
    private long workerId;
    private long datacenterId;
    private long sequence = 0L;
    // 用来记录生成ID的时间戳
    private long lastTimestamp = -1L;
    // 每一部分占用的位数
    private const long workerIdBits = 5L;
    private const long datacenterIdBits = 5L;
    private const long sequenceBits = 12L;
    // 每一部分的最大值
    private const long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    private const long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
    private const long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
    // 每一部分向左的位移
    private const long workerIdShift = sequenceBits;
    private const long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private const long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    private const long twepoch = 1288834974657L;
    public SnowflakeIdWorker(long workerId, long datacenterId)
    {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0)
        {
            throw new ArgumentException(String.Format("worker Id can't be greater than {0} or less than 0", maxWorkerId));
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0)
        {
            throw new ArgumentException(String.Format("datacenter Id can't be greater than {0} or less than 0", maxDatacenterId));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
    }
    public 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) << timestampLeftShift) |
               (datacenterId << datacenterIdShift) |
               (workerId << workerIdShift) |
               sequence;
    }
    private long TilNextMillis(long lastTimestamp)
    {
        long timestamp = TimeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp)
        {
            timestamp = TimeGen();
        }
        return timestamp;
    }
    private long TimeGen()
    {
        return DateTime.Now.Ticks - DateTime.Parse("1970-01-01 00:00:00").Ticks;
    }
}