package com.cf.imes.framework.common.util.sonwflake;

/**
 * Java 雪花算法
 * @author there
 */
public class SnowFlakeUtils {
    // 起始的时间戳，这个时间戳可以是你的系统初始时间，一般取当前时间戳
    private final static long START_TIMESTAMP = 1672502400000L; // 2023-01-01 00:00:00

    // 每一部分占用的位数，可以根据自己的需求进行调整，这里是按照默认的占位数进行分配
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12; // 序列号占用的位数
    private final static long MACHINE_BIT = 5; // 机器标识占用的位数
    private final static long DATA_CENTER_BIT = 5; // 数据中心占用的位数

    // 每一部分的最大值，可以根据占用的位数进行计算得到
    private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
    private final static long MAX_DATA_CENTER_NUM = ~(-1L << DATA_CENTER_BIT);

    // 每一部分向左的位移，计算出来的值是为了后面生成 ID 做准备
    private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private final static long DATA_CENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
    private final static long TIMESTAMP_LEFT = DATA_CENTER_LEFT + DATA_CENTER_BIT;

    private long dataCenterId; // 数据中心 ID
    private long machineId; // 机器 ID
    private long sequence = 0L; // 序列号
    private long lastTimeStamp = -1L; // 上一次时间戳

    /**
     * <h2>构造方法</h2>
     *
     * @param dataCenterId 数据中心 ID
     * @param machineId    机器 ID
     */
    public SnowFlakeUtils(long dataCenterId, long machineId) {
        if (dataCenterId > MAX_DATA_CENTER_NUM || dataCenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("数据中心标识不能大于等于 " + MAX_DATA_CENTER_NUM + " 或小于 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("机器标识不能大于等于 " + MAX_MACHINE_NUM + " 或小于 0");
        }
        this.dataCenterId = dataCenterId;
        this.machineId = machineId;
    }

    /**
     * <h2>雪花算法核心方法</h2>
     * 通过调用 nextId() 方法，让当前这台机器上的 snowflake 算法程序生成一个全局唯一的 id
     */
    public synchronized long nextId() {
        // 获取系统当前时间戳
        long currentTimeStamp = getSystemCurrentTimeMillis();
        if (currentTimeStamp < lastTimeStamp) {
            throw new RuntimeException("时钟向后移动，拒绝生成雪花算法ID");
        }

        if (currentTimeStamp == lastTimeStamp) {
            // 当前毫秒内，序列号自增
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            // 序列号超出范围，需要等待下一毫秒
            if (sequence == 0L) {
                // 获取下一毫秒
                currentTimeStamp = getNextMill(lastTimeStamp);
            }
        } else {
            // 不同毫秒内，序列号置为 0
            sequence = 0L;
        }

        lastTimeStamp = currentTimeStamp;

        // 使用位运算生成最终的 ID
        return (currentTimeStamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT
                | dataCenterId << DATA_CENTER_LEFT
                | machineId << MACHINE_LEFT
                | sequence;
    }

    /**
     * <h2>获取系统当前时间戳</h2>
     *
     * @return 当前时间(毫秒)
     */
    private long getSystemCurrentTimeMillis() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * <h2>获取下一毫秒</h2>
     * 当某一毫秒的时间，产生的 id 数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生 ID
     *
     * @param lastTimestamp 上次生成 ID 的时间截
     * @return 当前时间戳
     */
    private long getNextMill(long lastTimestamp) {
        long timeMillis = getSystemCurrentTimeMillis();
        while (timeMillis <= lastTimestamp) {
            timeMillis = getSystemCurrentTimeMillis();
        }
        return timeMillis;
    }

    /**
     * <h2>测试类</h2>
     */
    public static void main(String[] args) {
        SnowFlakeUtils worker1_1 = new SnowFlakeUtils(1, 1);
        SnowFlakeUtils worker2_1 = new SnowFlakeUtils(2, 1);
        SnowFlakeUtils worker3_1 = new SnowFlakeUtils(3, 1);

        SnowFlakeUtils worker1_2 = new SnowFlakeUtils(1, 2);
        SnowFlakeUtils worker1_3 = new SnowFlakeUtils(2, 1);
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.println("数据中心1，实例1，雪花算法 ID：" + worker1_1.nextId());
            System.out.println("数据中心2，实例1，雪花算法 ID：" + worker2_1.nextId());
            System.out.println("数据中心3，实例1，雪花算法 ID：" + worker3_1.nextId());

            System.out.println("数据中心1，实例2，雪花算法 ID：" + worker1_2.nextId());
            System.out.println("数据中心1，实例3，雪花算法 ID：" + worker1_2.nextId());
        }
    }



}
