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PHP生成唯一ID之SnowFlake算法详解

墨辰丷

发布： 2023-03-28 11:00:01

原创

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snowflake算法是个啥？首先我来提出个问题，怎么在分布式系统中生成唯一性id并保持该id大致自增？在twitter中这是最重要的业务场景，于是twitter推出了一种snowflake算法。

前言：最近需要做一套CMS系统，由于功能比较单一，而且要求灵活，所以放弃了WP这样的成熟系统，自己做一套相对简单一点的。文章的详情页URL想要做成url伪静态的格式即xxx.html 其中xxx考虑过直接用自增主键，但是感觉这样有点暴露文章数量，有同学说可以把初始值设高一点，可是还是可以通过ID差算出一段时间内的文章数量，所以需要一种可以生成唯一ID的算法。

考虑过的方法有

直接用时间戳，或者以此衍生的一系列方法
Mysql自带的uuid

以上两种方法都可以查到就不多做解释了

最终选择了Twitter的SnowFlake算法

这个算法的好处很简单可以在每秒产生约400W个不同的16位数字ID(10进制)

原理很简单

ID由64bit组成

其中第一个bit空缺

41bit用于存放毫秒级时间戳

10bit用于存放机器id

12bit用于存放自增ID

除了最高位bit标记为不可用以外，其余三组bit占位均可浮动，看具体的业务需求而定。默认情况下41bit的时间戳可以支持该算法使用到2082年，10bit的工作机器id可以支持1023台机器，序列号支持1毫秒产生4095个自增序列id。
下面是PHP源码

<?php
namespace App\Services;

abstract class Particle {
  const EPOCH = 1479533469598;
  const max12bit = 4095;
  const max41bit = 1099511627775;

  static $machineId = null;

  public static function machineId($mId = 0) {
    self::$machineId = $mId;
  }

  public static function generateParticle() {
    /*
    * Time - 42 bits
    */
    $time = floor(microtime(true) * 1000);

    /*
    * Substract custom epoch from current time
    */
    $time -= self::EPOCH;

    /*
    * Create a base and add time to it
    */
    $base = decbin(self::max41bit + $time);


    /*
    * Configured machine id - 10 bits - up to 1024 machines
    */
    if(!self::$machineId) {
      $machineid = self::$machineId;
    } else {
      $machineid = str_pad(decbin(self::$machineId), 10, "0", STR_PAD_LEFT);
    }
    
    /*
    * sequence number - 12 bits - up to 4096 random numbers per machine
    */
    $random = str_pad(decbin(mt_rand(0, self::max12bit)), 12, "0", STR_PAD_LEFT);

    /*
    * Pack
    */
    $base = $base.$machineid.$random;

    /*
    * Return unique time id no
    */
    return bindec($base);
  }

  public static function timeFromParticle($particle) {
    /*
    * Return time
    */
    return bindec(substr(decbin($particle),0,41)) - self::max41bit + self::EPOCH;
  }
}

?>

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调用方法如下

Particle::generateParticle($machineId);//生成ID
Particle::timeFromParticle($particle);//反向计算时间戳

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这里我做了改良如果机器ID传0 就会去掉这10bit 因为有些时候我们可能用不到这么多ID

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。