基于全局ID生成全局唯一邀请码
2020-08-27 本文已影响0人
sprainkle
最近项目需要生成用户邀请码，网上找了几个算法，发现有一个基本符合需求，里面借鉴了一些密码学里的思路，最后的算法效果还不错。该算法可以用在类似对加密强度要求不高的场合下。
需求分析
从业务需求上来看，邀请码有以下几个强制性的要求：
- 不可重复
- 唯一确定
这两点要求首先就排除了 hash code 的可能，因为 hash code 是可以发生碰撞的。然后在强制性要求的基础之上，我们还有一些进一步的需求：
- 长度不能太长，6-10 位是合适的区间
- 不容易被推测出
- 资源消耗尽可能小
在这些需求的约束下，我们来看看相对来说比较通用的邀请码生成算法。
代码实现
废话不多少，直接上代码。
public class InvitationCodeUtil {
/**
* 随机字符串
*/
private static final char[] CHARS = new char[] {'F', 'L', 'G', 'W', '5', 'X', 'C', '3',
'9', 'Z', 'M', '6', '7', 'Y', 'R', 'T', '2', 'H', 'S', '8', 'D', 'V', 'E', 'J', '4', 'K',
'Q', 'P', 'U', 'A', 'N', 'B'};
private final static int CHARS_LENGTH = 32;
/**
* 邀请码长度
*/
private final static int CODE_LENGTH = 8;
/**
* 随机数据
*/
private final static long SLAT = 1234561L;
/**
* PRIME1 与 CHARS 的长度 L互质，可保证 ( id * PRIME1) % L 在 [0,L)上均匀分布
*/
private final static int PRIME1 = 3;
/**
* PRIME2 与 CODE_LENGTH 互质，可保证 ( index * PRIME2) % CODE_LENGTH 在 [0，CODE_LENGTH）上均匀分布
*/
private final static int PRIME2 = 11;
/**
* 生成邀请码, 默认为 8位邀请码
*
* @param id 唯一的id. 支持的最大值为: (32^7 - {@link #SLAT})/{@link #PRIME1} = 11452834602
* @return
*/
public static String gen(Long id) {
return gen(id, CODE_LENGTH);
}
/**
* 生成邀请码
*
* @param id 唯一的id主键. 支持的最大值为: (32^7 - {@link #SLAT})/{@link #PRIME1}
* @return code
*/
public static String gen(Long id, int length) {
// 补位
id = id * PRIME1 + SLAT;
//将 id 转换成32进制的值
long[] b = new long[CODE_LENGTH];
// 32进制数
b[0] = id;
for (int i = 0; i < CODE_LENGTH - 1; i++) {
b[i + 1] = b[i] / CHARS_LENGTH;
// 按位扩散
b[i] = (b[i] + i * b[0]) % CHARS_LENGTH;
}
long tmp = 0;
for (int i = 0; i < length - 2; i++) {
tmp += b[i];
}
b[length - 1] = tmp * PRIME1 % CHARS_LENGTH;
// 进行混淆
long[] codeIndexArray = new long[CODE_LENGTH];
for (int i = 0; i < CODE_LENGTH; i++) {
codeIndexArray[i] = b[i * PRIME2 % CODE_LENGTH];
}
StringBuilder buffer = new StringBuilder();
Arrays.stream(codeIndexArray).boxed().map(Long::intValue).map(t -> CHARS[t]).forEach(buffer::append);
return buffer.toString();
}
/**
* 将邀请码解密成原来的id
*
* @param code 邀请码
* @return id
*/
public static Long decode(String code) {
if (code.length() != CODE_LENGTH) {
return null;
}
// 将字符还原成对应数字
long[] a = new long[CODE_LENGTH];
for (int i = 0; i < CODE_LENGTH; i++) {
char c = code.charAt(i);
int index = findIndex(c);
if (index == -1) {
// 异常字符串
return null;
}
a[i * PRIME2 % CODE_LENGTH] = index;
}
long[] b = new long[CODE_LENGTH];
for (int i = CODE_LENGTH - 2; i >= 0; i--) {
b[i] = (a[i] - a[0]*i + CHARS_LENGTH * i) % CHARS_LENGTH;
}
long res = 0;
for (int i = CODE_LENGTH - 2; i >= 0; i--) {
res += b[i];
res *= (i > 0 ? CHARS_LENGTH : 1);
}
return (res - SLAT) / PRIME1;
}
/**
* 查找对应字符的index
*
* @param c 字符
* @return index
*/
public static int findIndex(char c) {
for (int i = 0; i < CHARS_LENGTH; i++) {
if (CHARS[i] == c) {
return i;
}
}
return -1;
}
}
注意事项
能够生成唯一邀请码数量的多少，跟邀请码长度有关。以长度为8的邀请码来举例子，理论上能生成：32^8=1099511627776 个邀请码，但由于算法原因，最终只能产生：(32^7 - 1234561)/3 = 11452834602 个。
算出这个有什么用呢？因为算出的结果，代表入参 ID 的数值不能够超过该大小，如果超过，就有可能出现重复邀请码，decode 也无法正常解密。所以在使用过程中，需要根据实际情况决定邀请码长度。比如：邀请码长度为6，最多只能生成10773290个邀请码，但传入了个11位的手机号码，那肯定是不行的。如果有传入手机号码的需求，建议邀请码长度定为10以上，不建议定为9。
