一种基于CAS生成唯一ID的方法

很多业务系统中有类似的需求：生成一个唯一的ID，作为订单记录，一般ID中存在一个时间戳。为了防止多线程生成重复，我们会在方法上加锁，同时，对于集群的情况，会给每台机器编号，这样一般能保证唯一性。根据这个思路，我们一般会写如下的代码来实现：

public class UIDUtil {

    private static int seqInt = 0;

    private static final int ROTATION = 99999;

    private static final String TIME_PATTERN = "yyyyMMddHHMMss";

    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();


    /**
     * 由于ROTATION的限制，每秒最多生成99999个不同的uid,否则会重复
     * @return
     */
    public static String nextLock(){
       lock.lock();
       try{
           if(seqInt > ROTATION){
               seqInt = 0;
           }
           return String.format("%s%04d", DateTimeUtil.format(LocalDateTime.now(), TIME_PATTERN), seqInt++);
       }finally {
           lock.unlock();
       }
    }
}

代码中的实现比较中规中矩，取一个时间戳，加个数字做rotation，方法是加锁的，保证在多线程竞争的情况下，同一秒不会有同样的序列号。
但是，我们知道，多线程之间的锁进程会引起上下文切换，尝试避免锁可以提高性能，比如CAS，此处，我们就可以使用Atomic包的CAS方法来实现：

public class UIDUtil {
    private static AtomicInteger seq = new AtomicInteger(0);

    private static final int ROTATION = 99999;

    private static final String TIME_PATTERN = "yyyyMMddHHMMss";

    /**
     * 由于ROTATION的限制，每秒最多生成99999个不同的uid,否则会重复
     * @return
     */
    public static String next() {
        for (; ; ) {
            if (seq.intValue() < ROTATION || seq.compareAndSet(ROTATION, 0)) {
                break;
            }
        }
        for (; ; ) {
            int current = seq.intValue();
            if (current < ROTATION && seq.compareAndSet(current, ++current)) {
                return String.format("%s%04d", DateTimeUtil.format(LocalDateTime.now(), TIME_PATTERN), current);
            }
        }
    }
}

代码中有两个自旋的过程，第一个过程用于保证seq的值小于ROTATION的值，第二个过程二次保证当前获取到的值小于ROTATION，这也会防止第一步陷入死循环，同时对seq进行自增。
笔者对两个方法进行了测试，使用自己写代码的机器，采用10个线程，每个线程生成100W个ID，第二个方法耗时是第一个的1/3左右。