面试官：分库分表后如何生成全局ID？

分库分表后就不能使用自增 ID 来作为表的主键了，因为数据库自增 ID 只适用于单机环境，但如果是分布式环境，是将数据库进行分库、分表或数据库分片等操作时，那么数据库自增 ID 就会生成重复 ID，从而导致业务查询上的问题。所以此时，可以使用 UUID 或雪花 ID 来作为全局主键 ID。

1、UUID作为全局ID

UUID（Universally Unique Identifier）是一种全局唯一标识符，它保证在空间和时间上的唯一性。通常由 128 位的数字组成，采用 32 位的十六进制数表示，格式为 8-4-4-4-12 这样的 36 个字符（32 个字母数字字符和 4 个短横线），例如 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000。UUID 在 Java 中的实现如下：

import java.util.UUID;

public class UUIDExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Generate a random UUID
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("Random UUID: " + uuid);

        // Convert UUID to string
        String uuidString = uuid.toString();
        System.out.println("UUID as string: " + uuidString);

        // Convert string to UUID
        UUID parsedUuid = UUID.fromString(uuidString);
        System.out.println("Parsed UUID: " + parsedUuid);
    }
}

UUID 存在的问题

虽然 UUID 可以保证全局唯一，但并不推荐使用 UUID 来作为分库分表后的主键 ID，因为 UUID 有两个问题：

• UUID 太长，且生成效率较低。
• UUID 没有任何业务含义，不连续且没有任何顺序可言。

2、雪花ID作为全局ID

雪花 ID（Snowflake ID）是一个用于分布式系统中生成唯一 ID 的算法，由 Twitter 公司提出。它的设计目标是在分布式环境下高效地生成全局唯一的 ID，具有一定的有序性。雪花 ID 的结构如下所示（共 64 位）：

这四部分代表的含义：

• 符号位：最高位是符号位，始终为 0，1 表示负数，0 表示正数，ID 都是正整数，所以固定为 0。
• 时间戳部分：由 41 位组成，精确到毫秒级。可以使用该 41 位表示的时间戳来表示的时间可以使用 69 年。
• 节点 ID 部分：由 10 位组成，用于表示机器节点的唯一标识符。在同一毫秒内，不同的节点生成的 ID 会有所不同。
• 序列号部分：由 12 位组成，用于标识同一毫秒内生成的不同 ID 序列。在同一毫秒内，可以生成 4096 个不同的 ID。

Java 版雪花算法实现

接下来，我们来实现一个 Java 版的雪花算法：

public class SnowflakeIdGenerator {

    // 定义雪花 ID 的各部分位数

    private static final long TIMESTAMP_BITS = 41L;

    private static final long NODE_ID_BITS = 10L;

    private static final long SEQUENCE_BITS = 12L;

    // 定义起始时间戳（可根据实际情况调整）

    private static final long EPOCH = 1609459200000L;

    // 定义最大取值范围

    private static final long MAX_NODE_ID = (1L