資訊專(zhuān)欄INFORMATION COLUMN
摘要：位二進(jìn)制表示的最大值雪花算法已經(jīng)初步完成了?，F(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看幾個(gè)位操作。前面我們說(shuō)過(guò)兩個(gè)位移操作，那兩個(gè)我們主要是關(guān)注二進(jìn)制形式的數(shù)字效果，這里我們就要看字面值的變化了。
n位二進(jìn)制表示的最大值
雪花算法已經(jīng)初步完成了。現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看幾個(gè)位操作。先看第一個(gè)，還是左移操作，不過(guò)這里演示負(fù)數(shù)左移：
<<
看這個(gè)之前，我們先看一個(gè)關(guān)鍵的數(shù)字，最大的負(fù)整數(shù)，-1L轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后的形式：
這里注意二進(jìn)制數(shù)字的思路是相反的，在負(fù)整數(shù)中，除去負(fù)號(hào)外，那個(gè)數(shù)字越大，這個(gè)負(fù)數(shù)就越小，在Java的二進(jìn)制形式中，首位代表正負(fù)號(hào)，除去首位，剩下的數(shù)字值越大，真的就代表數(shù)字本身越大，無(wú)論正負(fù)。從上面打印可以看出，-1L的二進(jìn)制形式就是一個(gè)最大負(fù)整數(shù)。
我們前面討論位運(yùn)算提到過(guò)左移運(yùn)算 << ，那么負(fù)數(shù)左移會(huì)出現(xiàn)什么情況的呢？下面來(lái)看一個(gè)例子：
從字面值上來(lái)看，負(fù)整數(shù)左移和正整數(shù)左移效果是一樣的，就是把字面值變小了，二進(jìn)制的形式也能看出，所有的1左移后，右面直接補(bǔ)0，效果也是把數(shù)字變小了。
前面我們說(shuō)過(guò)兩個(gè)位移操作，那兩個(gè)我們主要是關(guān)注二進(jìn)制形式的數(shù)字效果，這里我們就要看字面值的變化了。-1L向左位移1位，字面值就變成
-1L * 2^1
如果向左位移n位，字面值就會(huì)變成：
-1L * 2^n
這就是-1L向左位移的字面值變化規(guī)律。
看完負(fù)數(shù)左移操作，再來(lái)看一個(gè)位移操作，取反操作：
~
取反的意思也是針對(duì)二進(jìn)制形式的數(shù)字說(shuō)的，因?yàn)樗形簧系臄?shù)字不是0就是1，所以取反的操作就是把0變成1，把1變成0，來(lái)看幾個(gè)例子：
上面的正整數(shù)3L，取反后，字面值變成了-4L，二進(jìn)制的數(shù)字中的0和1也徹底反了，0變成1,1變成0。而負(fù)整數(shù)-9L字面值變成了8L，二進(jìn)制數(shù)字的變化也是一樣的規(guī)律。大家可以多試幾次，從上面的內(nèi)容可以總結(jié)出取反的規(guī)律：
1、取反后，正整數(shù)變成了負(fù)整數(shù)，負(fù)整數(shù)變成了正整數(shù) 2、取反后，無(wú)論原來(lái)是正數(shù)還是負(fù)數(shù)，結(jié)果都會(huì)變成 (n+1) * -1L
取反操作我們也不看二進(jìn)制數(shù)字的變化，但看字面值的變化，可以總結(jié)出上面的規(guī)律。
現(xiàn)在有個(gè)需求，如果有三位二進(jìn)制數(shù)，那么能表示的最大正數(shù)就是 111，也就是7，如果有四位就是1111，也就是15，如果有n位如何用位運(yùn)算表示？其實(shí)公式很容易推出來(lái)，就是
2^n-1
這個(gè)公式和上面的負(fù)數(shù)左移很相似，我們來(lái)使用-1L進(jìn)行左移：
-1L << n
這樣n如果是3和4就分別對(duì)應(yīng)-8L和-16L，從字面值上看和我們的需求很接近，我們?cè)賮?lái)進(jìn)行取反操作：
~(-1L << n)
這樣3和4分別對(duì)應(yīng)的就是7和15了！上面這個(gè)位運(yùn)算公式，就是求出n位二進(jìn)制數(shù)能表示的最大整數(shù)的公式！
再來(lái)看雪花算法中的限制，數(shù)據(jù)中心id和機(jī)器id分別占5位，最大數(shù)都是31，毫秒內(nèi)序列占12位，最大值是4095，這個(gè)值直接定義上是最快的，現(xiàn)在也可以用高效的位運(yùn)算計(jì)算出來(lái)了：
不超過(guò)最大值的序列遞增雪花算法的毫秒內(nèi)序列有兩個(gè)操作，一個(gè)是在同一毫秒內(nèi)加一，另一個(gè)是如果超過(guò)最大值，就強(qiáng)制等到下一個(gè)不同的時(shí)間從新開(kāi)始序列。這里也是可以用位操作實(shí)現(xiàn)的。這里首先討論下面的位操作：
&
這個(gè)操作的意思是同一個(gè)位上，都是1，結(jié)果才是1，否則就是0.下面用二進(jìn)制數(shù)字演示一下：
15L 轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制形式后有個(gè)特點(diǎn)，就是前面所有位上都是1，那么這個(gè)時(shí)候，其實(shí)較小的數(shù)是多少結(jié)果就是多少。從而可以推理出，只要較大的數(shù)有這個(gè)特點(diǎn)，那么&操作的結(jié)果都和較小的數(shù)的值一樣。如果超過(guò)最大值會(huì)怎么樣呢？
可以看到，只要超過(guò)1，那么結(jié)果就會(huì)歸0，再加上1， 15L & 17L的話(huà)，結(jié)果又會(huì)是1。這樣的&操作可以防止數(shù)字超過(guò)某個(gè)最大限制。這種特性正好用在毫秒內(nèi)序列的加一操作上。
seq = （seq + 1） & 4095；
像上面那種寫(xiě)法，其實(shí)最終值和
seq = seq + 1
效果是一樣的，不同的是，一旦超過(guò)了4095，seq會(huì)從新變成0。
代碼地址：https://gitee.com/blueses/sno... 06
文章版權(quán)歸作者所有，未經(jīng)允許請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載,若此文章存在違規(guī)行為，您可以聯(lián)系管理員刪除。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明本文地址：http://systransis.cn/yun/76172.html
摘要：雪花算法初步完成后，我們討論了幾個(gè)位運(yùn)算的寫(xiě)法，大家知道雪花算法一旦確定后，很多數(shù)字都是定死的，比如機(jī)器占多少位，或者時(shí)間向左位移多少，這些在算法具體邏輯確定后就不會(huì)變了。 雪花算法初步完成后，我們討論了幾個(gè)位運(yùn)算的寫(xiě)法，大家知道雪花算法一旦確定后，很多數(shù)字都是定死的，比如機(jī)器占多少位，或者時(shí)間向左位移多少，這些在算法具體邏輯確定后就不會(huì)變了。那么寫(xiě)成最后的數(shù)字和用位運(yùn)算計(jì)算出來(lái)有什么...
摘要：前面的理論基礎(chǔ)和位運(yùn)算都了解了，下面我們來(lái)生成雪花算法的第一部分，也就是時(shí)間部分。這個(gè)時(shí)候就有一個(gè)問(wèn)題了，如果我們系統(tǒng)的時(shí)鐘錯(cuò)了會(huì)不會(huì)有問(wèn)題會(huì)所以要做判斷而且系統(tǒng)的時(shí)鐘錯(cuò)誤也是雪花算法的一個(gè)致命問(wèn)題，所以要一定要保證服務(wù)器的系統(tǒng)時(shí)間正確。 前面的理論基礎(chǔ)和位運(yùn)算都了解了，下面我們來(lái)生成雪花算法的第一部分，也就是時(shí)間部分。時(shí)間部分的邏輯起始很簡(jiǎn)單，就是規(guī)定一個(gè)起始時(shí)間戳，然后用當(dāng)前時(shí)間戳...
摘要：雪花算法生成的最終結(jié)果其實(shí)就是一個(gè)類(lèi)型的長(zhǎng)整型數(shù)字，這是一個(gè)大前提算法所有的內(nèi)容都是針對(duì)這個(gè)數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算的。根據(jù)上面的理論可以開(kāi)始學(xué)習(xí)雪花算法。 針對(duì)每個(gè)公司，隨著服務(wù)化演進(jìn)，單個(gè)服務(wù)越來(lái)越多，數(shù)據(jù)庫(kù)分的越來(lái)越細(xì)，有的時(shí)候一個(gè)業(yè)務(wù)需要分成好幾個(gè)庫(kù)，這時(shí)候自增主鍵或者序列之類(lèi)的主鍵id生成方式已經(jīng)不再滿(mǎn)足需求，分布式系統(tǒng)中需要的是一個(gè)全局唯一的id生成規(guī)則。既然號(hào)稱(chēng)在全局分布式系統(tǒng)中唯一...
摘要：前面介紹了雪花算法的理論基礎(chǔ)，可以對(duì)大概的算法有個(gè)了解，但是細(xì)節(jié)上可能還是模糊，下面來(lái)說(shuō)一下雪花算法中用到的位運(yùn)算。這就是雪花算法中兩個(gè)位移操作的作用。 前面介紹了雪花算法的理論基礎(chǔ)，可以對(duì)大概的算法有個(gè)了解，但是細(xì)節(jié)上可能還是模糊，下面來(lái)說(shuō)一下雪花算法中用到的位運(yùn)算。這里先介紹兩個(gè)，一個(gè)是：
摘要：序本文主要來(lái)聊聊分布式的生成方案。分布式的生成，以為代表的，系列算法采用的就是劃分命名空間并行生成的思路。 序 本文主要來(lái)聊聊分布式id的生成方案。 目標(biāo) 業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要什么樣的ID生成器中提出了幾點(diǎn)目標(biāo)： 唯一性 時(shí)間相關(guān) 粗略有序 可反解 可制造 主要思路 對(duì)于每個(gè)標(biāo)識(shí)，都需要有一個(gè)命名空間（namespace），來(lái)保證其相對(duì)唯一性。分布式的ID生成，以Twitter Snowf...
閱讀 1599·2021-11-16 11:44
閱讀 7492·2021-09-22 15:00
閱讀 4524·2021-09-02 10:20
閱讀 1955·2021-08-27 16:20
閱讀 2402·2019-08-26 14:00
閱讀 2916·2019-08-26 11:44
閱讀 1647·2019-08-23 18:33
閱讀 1877·2019-08-22 17:28
