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前言
Twitter 的 snowflake 在分布式生成唯一 UUID 應用還是蠻廣泛的，基于 snowflake 的一些變種的算法網上也有不少。使用 snowflake 生成 UUID 很多都是在分布式場景下使用，我看了下網上有其中有幾篇 PHP 實現的都沒有考慮到線程安全。現在 PHP 有了 Swoole 的鎖和協程的加持，對于我們開發線程安全和高并發模擬還是很方便的，這里用 PHP 結合 Swoole 來學習下實現最簡單的 snowflake。
先來看以下 snowflake 的結構：
生成的數值是 64 位，分成 4 個部分：
<?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; // 節點部分10位
const WORKER_MAX = -1 ^ (-1 << self::WORKER_BITS); // 節點最大數值
const TIME_SHIFT = self::WORKER_BITS + self::SEQUENCE_BITS; // 時間戳部分左偏移量
const WORKER_SHIFT = self::SEQUENCE_BITS; // 節點部分左偏移量
protected $timestamp; // 上次ID生成時間戳
protected $workerId; // 節點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) {
// 當前毫秒內生成的序號已經超出最大范圍，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 $id;
}
/**
* 獲取當前毫秒
* @return string
*/
public function now()
{
return sprintf("%.0f", microtime(true) * 1000);
}
}
其實邏輯并不復雜，解釋一下代碼中的位運算：
-1 ^ (-1 << self::SEQUENCE_BITS) 就是-1的二進制表示為1的補碼,其實等同于 : 2**self::SEQUENCE_BITS - 1
最后部分左移后或運算：
(($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行左移相應的偏移量使其歸位，并通過或運算重新整合成上面 snowflake 的結構，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
到此這篇關于PHP實現Snowflake生成分布式唯一ID的文章就介紹到這了,更多相關PHP Snowflake生成分布式唯一ID內容請搜索億速云以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持億速云！
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