• php雪花算法


    SnowFlake 算法,是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。其核心思想就是:使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 id。在分布式系统中的应用十分广泛,且ID 引入了时间戳,基本上保持自增的,后面的代码中有详细的注解。

     这 64 个 bit 中,其中 1 个 bit 是不用的,然后用其中的 41 bit 作为毫秒数,用 10 bit 作为工作机器 id,12 bit 作为序列号

    给大家举个例子吧,比如下面那个 64 bit 的 long 型数字:

    • 第一个部分,是 1 个 bit:0,这个是无意义的。

    • 第二个部分是 41 个 bit:表示的是时间戳。

    • 第三个部分是 5 个 bit:表示的是机房 id,10001。

    • 第四个部分是 5 个 bit:表示的是机器 id,1 1001。

    • 第五个部分是 12 个 bit:表示的序号,就是某个机房某台机器上这一毫秒内同时生成的 id 的序号,0000 00000000。

    ①1 bit:是不用的,为啥呢?

       因为二进制里第一个 bit 为如果是 1,那么都是负数,但是我们生成的 id 都是正数,所以第一个 bit 统一都是 0。

     ②41 bit:表示的是时间戳,单位是毫秒。

       41 bit 可以表示的数字多达 2^41 - 1,也就是可以标识 2 ^ 41 - 1 个毫秒值,换算成年就是表示 69 年的时间。

     ③10 bit:记录工作机器 id,代表的是这个服务最多可以部署在 2^10 台机器上,也就是 1024 台机器。

       但是 10 bit 里 5 个 bit 代表机房 id,5 个 bit 代表机器 id。意思就是最多代表 2 ^ 5 个机房(32 个机房),每个机房里可以代表 2 ^ 5 个机器(32 台机器),也可以根据自己公司的实际情况确定。

     ④12 bit:这个是用来记录同一个毫秒内产生的不同 id。

       12 bit 可以代表的最大正整数是 2 ^ 12 - 1 = 4096,也就是说可以用这个 12 bit 代表的数字来区分同一个毫秒内的 4096 个不同的 id。

       简单来说,你的某个服务假设要生成一个全局唯一 id,那么就可以发送一个请求给部署了 SnowFlake 算法的系统,由这个 SnowFlake 算法系统来生成唯一 id。

       这个 SnowFlake 算法系统首先肯定是知道自己所在的机房和机器的,比如机房 id = 17,机器 id = 12。

       接着 SnowFlake 算法系统接收到这个请求之后,首先就会用二进制位运算的方式生成一个 64 bit 的 long 型 id,64 个 bit 中的第一个 bit 是无意义的。

       接着 41 个 bit,就可以用当前时间戳(单位到毫秒),然后接着 5 个 bit 设置上这个机房 id,还有 5 个 bit 设置上机器 id。

       最后再判断一下,当前这台机房的这台机器上这一毫秒内,这是第几个请求,给这次生成 id 的请求累加一个序号,作为最后的 12 个 bit。

       最终一个 64 个 bit 的 id 就出来了,类似于:

     

    这个算法可以保证说,一个机房的一台机器上,在同一毫秒内,生成了一个唯一的 id。可能一个毫秒内会生成多个 id,但是有最后 12 个 bit 的序号来区分开来。

    下面我们简单看看这个 SnowFlake 算法的一个代码实现,这就是个示例,大家如果理解了这个意思之后,以后可以自己尝试改造这个算法。

    总之就是用一个 64 bit 的数字中各个 bit 位来设置不同的标志位,区分每一个 id

    class SnowFlake{
        public function createID(){
            //假设一个机器id
            $machineId = 1234567890;
    
            //41bit timestamp(毫秒)
            $time = floor(microtime(true) * 1000);
    
            //0bit 未使用
            $suffix = 0;
    
            //datacenterId  添加数据的时间
            $base = decbin(pow(2,40) - 1 + $time);
    
            //workerId  机器ID
            $machineid = decbin(pow(2,9) - 1 + $machineId);
    
            //毫秒类的计数
            $random = mt_rand(1, pow(2,11)-1);
    
            $random = decbin(pow(2,11)-1 + $random);         
            //拼装所有数据
            $base64 = $suffix.$base.$machineid.$random;
            //将二进制转换int
            $base64 = bindec($base64);
    
            $id = sprintf('%.0f', $base64);
    
            return $id;
        }
    }
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