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PHP生成唯一ID之SnowFlake算法

 更新時間：2016年12月17日 10:27:06   作者：煮茶  
snowflake算法是個啥？首先我來提出個問題，怎么在分布式系統(tǒng)中生成唯一性id并保持該id大致自增？在twitter中這是最重要的業(yè)務場景，于是twitter推出了一種snowflake算法。

前言：最近需要做一套CMS系統(tǒng)，由于功能比較單一，而且要求靈活，所以放棄了WP這樣的成熟系統(tǒng)，自己做一套相對簡單一點的。文章的詳情頁URL想要做成url偽靜態(tài)的格式即xxx.html 其中xxx考慮過直接用自增主鍵，但是感覺這樣有點暴露文章數(shù)量，有同學說可以把初始值設高一點，可是還是可以通過ID差算出一段時間內的文章數(shù)量，所以需要一種可以生成唯一ID的算法。

考慮過的方法有

  1. 直接用時間戳，或者以此衍生的一系列方法
  2. Mysql自帶的uuid

以上兩種方法都可以查到就不多做解釋了

最終選擇了Twitter的SnowFlake算法

這個算法的好處很簡單可以在每秒產生約400W個不同的16位數(shù)字ID(10進制)

原理很簡單

ID由64bit組成

其中 第一個bit空缺

41bit用于存放毫秒級時間戳

10bit用于存放機器id

12bit用于存放自增ID

除了最高位bit標記為不可用以外，其余三組bit占位均可浮動，看具體的業(yè)務需求而定。默認情況下41bit的時間戳可以支持該算法使用到2082年，10bit的工作機器id可以支持1023臺機器，序列號支持1毫秒產生4095個自增序列id。
下面是PHP源碼

<?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;
  }
}

?>

調用方法如下

Particle::generateParticle($machineId);//生成ID
Particle::timeFromParticle($particle);//反向計算時間戳

這里我做了改良 如果機器ID傳0 就會去掉這10bit 因為有些時候我們可能用不到這么多ID

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