基于雪花算法的 PHP ID 生成器
PHP / 2 年前

基于雪花算法的 PHP ID 生成器

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」。

  • 👍👍👍👍👍👍

    2019-09-03 09:58:38
  • 其实雪花算法的核心就是把 64 位的二进制数字,转为 10 进制数,从而得到 ID;从这里就可以看出,他只是一个实现算法,并不保证该算法算出的 id 就是唯一的。若你需要保障用该算法得到的 id 是唯一的,你就需要保证后面的序列号在同一时间点时,是不重复的。

    file

    2019-09-03 10:02:56
  • 如何保证同毫秒单机生成的 sequence 绝对唯一?是雪花算法没有解决的,毕竟雪花算法是(分布式唯一ID生成算法)- 即用机器ID保证同毫秒,不同机器生成的ID 绝对不一样,这才是雪花算法的精髓。

    1ms 多个 sequence,意味着并发至少 1 - 2k以上,每个请求1ms 以内 ,PHP的话,php-fpm 模式(多进程)中基本不用担心。文章提供的 4 种方式之外,还有一个是通过信号量、共享内存来解决的,有兴趣的可以看我的博客文章 链接

    2019-09-13 05:38:05
  • 哈哈😄,评论错位了

    2019-09-13 05:38:56
  • file

    Fixed it.

    2019-09-21 14:09:19
  • file 至少一半都是重复的。老兄这啥问题

    2020-06-23 14:06:36

Godruoyi