基于雪花算法的 PHP ID 生成器

基于雪花算法的 PHP ID 生成器

  1. PHP 🐘
  2. 2019-08-13 05:07
  3. 4 min read

Snowflake 是 Twitter 内部的一个 ID 生算法，可以通过一些简单的规则保证在大规模分布式情况下生成唯一的 ID 号码。

其组成为：

  • 第一个 bit 为未使用的符号位。
  • 第二部分由 41 位的时间戳（毫秒）构成，他的取值是当前时间相对于某一时间的偏移量。
  • 第三部分和第四部分的 5 个 bit 位表示数据中心和机器ID，其能表示的最大值为 2^5 -1 = 31；
  • 最后部分由 12 个 bit 组成，其表示每个工作节点每毫秒生成的序列号 ID，同一毫秒内最多可生成 2^12 -1 即 4095 个 ID。

需要注意的是：

  • 在分布式环境中，5 个 bit 位的 datacenter 和 worker 表示最多能部署 31 个数据中心，每个数据中心最多可部署 31 台节点。
  • 41 位的二进制长度最多能表示 2^41 -1 毫秒即 69 年，所以雪花算法最多能正常使用 69 年，为了能最大限度的使用该算法，你应该为其指定一个开始时间。

由上可知，雪花算法生成的 ID 并不能保证唯一，如当两个不同请求同一时刻进入相同的数据中心的相同节点时，而此时该节点生成的 sequence 又是相同时，就会导致生成的 ID 重复。

所以要想使用雪花算法生成唯一的 ID，就需要保证同一节点同一毫秒内生成的序列号是唯一的。基于此，我们在 SDK 中集成了多种序列号提供者：

  • RandomSequenceResolver（随机生成）
  • RedisSequenceResolver （基于 redis psetex 和 incrby 生成）
  • LaravelSequenceResolver（基于 redis psetex 和 incrby 生成）
  • SwooleSequenceResolver（基于 swoole_lock 锁）

不同的提供者只需要保证同一毫秒生成的序列号不同，就能得到唯一的 ID。

要求

  1. PHP >= 7.0
  2. Composer

安装

$ composer require godruoyi/php-snowflake -vvv

使用

  1. 简单使用.
$snowflake = new \Godruoyi\Snowflake\Snowflake;   $snowflake->id(); // 1537200202186752
  1. 指定数据中心ID及机器ID.
$snowflake = new \Godruoyi\Snowflake\Snowflake($datacenterId, $workerId);   $snowflake->id();
  1. 指定开始时间.
$snowflake = new \Godruoyi\Snowflake\Snowflake; $snowflake->setStartTimeStamp(strtotime('2019-09-09')*1000);   $snowflake->id();

高级

  1. 在 Laravel 中使用

因为 SDK 相对简单，我们并没有提供 Laravel 的扩展包，你可通过下面的方式快速集成到 Laravel 中。

// App\Providers\AppServiceProvider   use Godruoyi\Snowflake\Snowflake; use Godruoyi\Snowflake\LaravelSequenceResolver;   class AppServiceProvider extends ServiceProvider {  /**  * Register any application services.  *  * @return void  */  public function register()  {  $this->app->singleton('snowflake', function () {  return (new Snowflake())  ->setStartTimeStamp(strtotime('2019-10-10')*1000)  ->setSequenceResolver(new LaravelSequenceResolver($this->app->get('cache')->store()));  });  } }
  1. 自定义序列号解决器

你可以通过实现 Godruoyi\Snowflake\SequenceResolver 接口来自定义序列号解决器。

class YourSequence implements SequenceResolver {  /**  * {@inheritdoc}  */  public function sequence(int $currentTime)  {  // Just test.  return mt_rand(0, 1);  } }   // usage   $snowflake->setSequenceResolver(new YourSequence); $snowflake->id();

你也可以直接使用闭包：

$snowflake = new \Godruoyi\Snowflake\Snowflake; $snowflake->setSequenceResolver(function ($currentTime) {  static $lastTime;  static $sequence;    if ($lastTime == $currentTime) {  ++$sequence;  }    $lastTime = $currentTime;    return $sequence; })->id();

如果您在使用过程中遇到任何问题，欢迎提交 「PR」。

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