前言
Twitter 的 snowflake 在分布式生成唯一 UUID 應(yīng)用還是蠻廣泛的，基于 snowflake 的一些變種的算法網(wǎng)上也有不少。使用 snowflake 生成 UUID 很多都是在分布式場景下使用，我看了下網(wǎng)上有其中有幾篇 PHP 實現(xiàn)的都沒有考慮到線程安全?，F(xiàn)在 PHP 有了 Swoole 的鎖和協(xié)程的加持，對于我們開發(fā)線程安全和高并發(fā)模擬還是很方便的，這里用 PHP 結(jié)合 Swoole 來學(xué)習(xí)下實現(xiàn)最簡單的 snowflake。
先來看以下 snowflake 的結(jié)構(gòu)：
生成的數(shù)值是 64 位，分成 4 個部分：
- 第一個 bit 為符號位，最高位為 0 表示正數(shù)
- 第二部分 41 個 bit 用于記錄生成 ID 時候的時間戳，單位為毫秒，所以該部分表示的數(shù)值范圍為 2^41 - 1（69 年），它是相對于某一時間的偏移量
- 第三部分的 10 個 bit 表示工作節(jié)點(diǎn)的 ID，表示數(shù)值范圍為 2^10 - 1，相當(dāng)于支持 1024 個節(jié)點(diǎn)
- 第四部分 12 個 bit 表示每個工作節(jié)點(diǎn)沒毫秒生成的循環(huán)自增 id，最多可以生成 2^12 -1 個 id，超出歸零等待下一毫秒重新自增。
?php
class Snowflake
{
const EPOCH = 1543223810238; // 起始時間戳，毫秒
const SEQUENCE_BITS = 12; //序號部分12位
const SEQUENCE_MAX = -1 ^ (-1 self::SEQUENCE_BITS); // 序號最大值
const WORKER_BITS = 10; // 節(jié)點(diǎn)部分10位
const WORKER_MAX = -1 ^ (-1 self::WORKER_BITS); // 節(jié)點(diǎn)最大數(shù)值
const TIME_SHIFT = self::WORKER_BITS + self::SEQUENCE_BITS; // 時間戳部分左偏移量
const WORKER_SHIFT = self::SEQUENCE_BITS; // 節(jié)點(diǎn)部分左偏移量
protected $timest // 上次ID生成時間戳
protected $workerId; // 節(jié)點(diǎn)ID
protected $sequence; // 序號
protected $lock; // Swoole 互斥鎖
public function __construct($workerId)
{
if ($workerId 0 || $workerId > self::WORKER_MAX) {
trigger_error("Worker ID 超出范圍");
exit(0);
}
$this->timestamp = 0;
$this->workerId = $workerId;
$this->sequence = 0;
$this->lock = new swoole_lock(SWOOLE_MUTEX);
}
/**
* 生成ID
* @return int
*/
public function getId()
{
$this->lock->lock(); // 這里一定要記得加鎖
$now = $this->now();
if ($this->timestamp == $now) {
$this->sequence++;
if ($this->sequence > self::SEQUENCE_MAX) {
// 當(dāng)前毫秒內(nèi)生成的序號已經(jīng)超出最大范圍，等待下一毫秒重新生成
while ($now = $this->timestamp) {
$now = $this->now();
}
}
} else {
$this->sequence = 0;
}
$this->timestamp = $now; // 更新ID生時間戳
$id = (($now - self::EPOCH) self::TIME_SHIFT) | ($this->workerId self::WORKER_SHIFT) | $this->sequence;
$this->lock->unlock(); //解鎖
return $id;
}
/**
* 獲取當(dāng)前毫秒
* @return string
*/
public function now()
{
return sprintf("%.0f", microtime(true) * 1000);
}
}
其實邏輯并不復(fù)雜，解釋一下代碼中的位運(yùn)算：
-1 ^ (-1 self::SEQUENCE_BITS)
就是-1的二進(jìn)制表示為1的補(bǔ)碼,其實等同于 :
2**self::SEQUENCE_BITS - 1
最后部分左移后或運(yùn)算：
(($now - self::EPOCH) self::TIME_SHIFT) | ($this->workerId self::WORKER_SHIFT) | $this->sequence;
這里主要是對除了第一位符號位以外的三個部分進(jìn)行左移相應(yīng)的偏移量使其歸位，并通過或運(yùn)算重新整合成上面 snowflake 的結(jié)構(gòu)，比如我們用 3 部分 4 位來演示一下該歸并操作:
0000 0000 0010 --左移0位--> 0000 0000 0010
0000 0000 0100 --左移4位--> 0000 0100 0000 --或操作-->1000 0100 0010
0000 0000 1000 --左移8位--> 1000 0000 0000
總結(jié)
到此這篇關(guān)于PHP實現(xiàn)Snowflake生成分布式唯一ID的文章就介紹到這了,更多相關(guān)PHP Snowflake生成分布式唯一ID內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
