序列号

序列号用于在同一毫秒内区分不同的 ID。

时间戳的精度是毫秒，而同一毫秒里可能涌进成千上万个请求。序列号就是这段时间里用来区分它们的位：毫秒没变就靠序列号继续往后排，毫秒一变就进入新的一段序列号区间。所以序列号解决的其实是一个并发问题——它是”毫秒内的计数器”，不是全局计数器。

12 位序列号意味着同一毫秒内最多 4096 个 ID，理论上每秒可以发出 4096 × 1000 ≈ 409 万个。听起来很多，但这只是单节点的量级：一旦同一毫秒内的请求数超过 4096，序列号就耗尽了，生成逻辑只能等待下一个毫秒，延迟会在那一毫秒上堆积起来。

读完这一章，你应该能按单节点峰值 QPS 算出需要多少位序列号，并解释序列号耗尽时”等待下一毫秒”会怎样改变延迟曲线，以及为什么序列号位数和机器 ID 位数必须一起权衡。

12 位序列号

容量

12 位序列号 = 2^12 = 4,096 个 ID/毫秒

QPS 计算

每毫秒 4,096 个 ID
每秒 4,096 × 1,000 = 4,096,000 个 ID

理论 QPS：> 4,000,000

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序列号递增

原理

同一毫秒内，序列号从 0 递增到 4095。

实现

序列号的递增逻辑分三种情况：时间戳比上一次大，说明进入了新的一毫秒，序列号直接归零；时间戳和上一次相同，序列号加一；时间戳比上一次小，就是时钟回拨，应当拒绝发号。

1. ts = 当前毫秒时间戳
2. 若 ts < lastTimestamp → 时钟回拨，拒绝发号
3. 若 ts == lastTimestamp → seq = (seq + 1) & 0xFFF
   seq 回绕为 0 说明本毫秒已发满 → 等待下一毫秒，ts 前进
4. 若 ts > lastTimestamp → seq = 0
5. 组装：ID = (ts << 22) | (machineId << 12) | seq

多线程并发时，序列号的自增必须保证原子性，通常用 synchronized 或 CAS 实现，临界区里只有几次位运算，对性能的影响可以忽略。41 位时间戳、10 位机器 ID、12 位序列号加上 1 位符号位，正好凑满 64 位。

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下一步

了解了序列号后，我们学习时钟回拨问题及解决方案。

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