介绍
在分布式系统中，生成全局唯一的ID是一项常见的需求。Snowflake是Twitter开源的一种分布式ID生成算法，它可以在分布式环境下生成唯一的、趋势递增的ID，且不依赖于中央服务器。本文将介绍Snowflake算法的原理，使用PHP实现Snowflake生成器。
雪花算法结构
“Snowflake算法生成的ID由
64位组成，其中各部分的位数如下所示：
1位符号位 | 41位时间戳 | 10位工作机器ID | 12位序列号
- 符号位：始终为0，保证生成的ID为正整数。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。
- 时间戳：使用41位来表示当前时间戳，精确到毫秒级，可以使用69年。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。
- 工作机器ID：用于区分不同的工作节点，可以分配的工作机器ID范围为0~1023。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），这里可以随意拆分，比如拿出4位标识业务号，其他6位作为机器号。可以随意组合。
- 序列号：用于解决同一毫秒内并发生成多个ID的冲突问题，可以支持每毫秒最多生成4096个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。也就是同一毫秒内同一台机器所生成的最大ID数量为4096
安装
代码语言：javascript复制composer require godruoyi/php-snowflake -vvv
简单使用
代码语言：javascript复制<?php
/**
* @desc snowflake
* @author Tinywan(ShaoBo Wan)
* @date 2024/8/14 22:45
*/
require '../vendor/autoload.php';
$snowflake = new GodruoyiSnowflakeSnowflake;
echo $snowflake->id() . PHP_EOL;
执行输出
代码语言：javascript复制663985260597348711
指定数据中心ID及机器ID
代码语言：javascript复制$datacenterId = time();
$workerId = '1000000000000001';
$snowflake = new GodruoyiSnowflakeSnowflake($datacenterId, $workerId);
echo $snowflake->id() . PHP_EOL;
执行输出
代码语言：javascript复制663986323404837079
指定开始时间
代码语言：javascript复制$snowflake = new GodruoyiSnowflakeSnowflake;
$snowflake->setStartTimeStamp(strtotime('2020-08-15')*1000);
echo $snowflake->id() . PHP_EOL;
执行输出
代码语言：javascript复制528938994126294755
高级用法
在 Laravel 中使用
可通过下面的方式快速集成到 Laravel 中
代码语言：javascript复制// AppProvidersAppServiceProvider
use GodruoyiSnowflakeSnowflake;
use GodruoyiSnowflakeLaravelSequenceResolver;
class AppServiceProvider extends ServiceProvider
{
/**
* Register any application services.
*
* @return void
*/
public function register()
{
$this->app->singleton('snowflake', function ($app) {
return (new Snowflake())
->setStartTimeStamp(strtotime('2019-10-10')*1000)
->setSequenceResolver(new LaravelSequenceResolver($app->get('cache.store')));
});
}
}
}
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);
$snowflake->id();
你也可以直接使用闭包：
代码语言：javascript复制$snowflake = new GodruoyiSnowflakeSnowflake;
$snowflake->setSequenceResolver(function ($currentTime) {
static $lastTime;
static $sequence;
if ($lastTime == $currentTime) {
$sequence;
} else {
$sequence = 0;
}
$lastTime = $currentTime;
return $sequence;
})->id();
小结
本文介绍了Snowflake算法的原理，并使用PHP实现的Snowflake生成器。Snowflake算法可以在分布式系统中生成唯一的、趋势递增的ID，并且不依赖于中央服务器。
在实际应用中，我们可以将Snowflake生成器集成到分布式系统中，用于生成全局唯一的ID，满足分布式环境下的唯一ID需求。希望本文的介绍能够帮助读者了解Snowflake算法的实现原理，并在实际开发中使用Snowflake生成器生成分布式唯一ID。
