php实现雪花算法（ID递增）

- 日理万妓 2022-12-22 09:00 137阅读 0赞

雪花算法简单描述：

最高位是符号位，始终为0，不可用。  
41位的时间序列，精确到毫秒级，41位的长度可以使用69年。时间位还有一个很重要的作用是可以根据时间进行排序。  
10位的机器标识，10位的长度最多支持部署1024个节点。  
12位的计数序列号，序列号即一系列的自增id，可以支持同一节点同一毫秒生成多个ID序号，12位的计数序列号支持每个节点每毫秒产生4096个ID序号。  
看的出来，这个算法很简洁也很简单，但依旧是一个很好的ID生成策略。其中，10位器标识符一般是5位IDC+5位machine编号，唯一确定一台机器。

<?php
    class lib_snowflake
    {
        const TWEPOCH = 1488834974657; // 时间起始标记点，作为基准，一般取系统的最近时间（一旦确定不能变动）
    
        const WORKER_ID_BITS     = 5; // 机器标识位数
        const DATACENTER_ID_BITS = 5; // 数据中心标识位数
        const SEQUENCE_BITS      = 11; // 毫秒内自增位
    
        private $workerId; // 工作机器ID(0~31)
        private $datacenterId; // 数据中心ID(0~31)
        private $sequence; // 毫秒内序列(0~4095)
    
        private $maxWorkerId     = -1 ^ (-1 << self::WORKER_ID_BITS); // 机器ID最大值31
        private $maxDatacenterId = -1 ^ (-1 << self::DATACENTER_ID_BITS); // 数据中心ID最大值31
    
        private $workerIdShift      = self::SEQUENCE_BITS; // 机器ID偏左移11位
        private $datacenterIdShift  = self::SEQUENCE_BITS + self::WORKER_ID_BITS; // 数据中心ID左移16位
        private $timestampLeftShift = self::SEQUENCE_BITS + self::WORKER_ID_BITS + self::DATACENTER_ID_BITS; // 时间毫秒左移21位
        private $sequenceMask       = -1 ^ (-1 << self::SEQUENCE_BITS); // 生成序列的掩码4095
    
        private $lastTimestamp = -1; // 上次生产id时间戳
    
        public function __construct($workerId, $datacenterId, $sequence = 0)
        {
            if ($workerId > $this->maxWorkerId || $workerId < 0) {
                throw new Exception("worker Id can't be greater than {$this->maxWorkerId} or less than 0");
            }
    
            if ($datacenterId > $this->maxDatacenterId || $datacenterId < 0) {
                throw new Exception("datacenter Id can't be greater than {$this->maxDatacenterId} or less than 0");
            }
    
            $this->workerId     = $workerId;
            $this->datacenterId = $datacenterId;
            $this->sequence     = $sequence;
        }
    
        public function nextId()
        {
            $timestamp = $this->timeGen();
    
            if ($timestamp < $this->lastTimestamp) {
                $diffTimestamp = bcsub($this->lastTimestamp, $timestamp);
                throw new Exception("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for {$diffTimestamp} milliseconds");
            }
    
            if ($this->lastTimestamp == $timestamp) {
                $this->sequence = ($this->sequence + 1) & $this->sequenceMask;
    
                if (0 == $this->sequence) {
                    $timestamp = $this->tilNextMillis($this->lastTimestamp);
                }
            } else {
                $this->sequence = 0;
            }
    
            $this->lastTimestamp = $timestamp;
    
            $gmpTimestamp    = gmp_init($this->leftShift(bcsub($timestamp, self::TWEPOCH), $this->timestampLeftShift));
            $gmpDatacenterId = gmp_init($this->leftShift($this->datacenterId, $this->datacenterIdShift));
            $gmpWorkerId     = gmp_init($this->leftShift($this->workerId, $this->workerIdShift));
            $gmpSequence     = gmp_init($this->sequence);
            return gmp_strval(gmp_or(gmp_or(gmp_or($gmpTimestamp, $gmpDatacenterId), $gmpWorkerId), $gmpSequence));
        }
    
        protected function tilNextMillis($lastTimestamp)
        {
            $timestamp = $this->timeGen();
            while ($timestamp <= $lastTimestamp) {
                $timestamp = $this->timeGen();
            }
    
            return $timestamp;
        }
    
        protected function timeGen()
        {
            return floor(microtime(true) * 1000);
        }
    
        // 左移 <<
        protected function leftShift($a, $b)
        {
            return bcmul($a, bcpow(2, $b));
        }
    }

第二种写法：

<?php
    /**
     *  分布式 id 生成类     组成: <毫秒级时间戳+机器id+序列号>
     *  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
     *  @author zhangqi
     */
    class IdCreate
    {
        const EPOCH = 1479533469598;    //开始时间,固定一个小于当前时间的毫秒数
        const max12bit = 4095;
        const max41bit = 1099511627775;
    
        static $machineId = null;      // 机器id
    
        public static function machineId($mId = 0)
        {
            self::$machineId = $mId;
        }
    
        public static function createOnlyId()
        {
            // 时间戳 42字节
            $time = floor(microtime(true) * 1000);
            // 当前时间 与 开始时间 差值
            $time -= self::EPOCH;
            // 二进制的 毫秒级时间戳
            $base = decbin(self::max41bit + $time);
            // 机器id  10 字节
            if(!self::$machineId)
            {
                $machineid = self::$machineId;
            }
            else
            {
                $machineid = str_pad(decbin(self::$machineId), 10, "0", STR_PAD_LEFT);
            }
            // 序列数 12字节
            $random = str_pad(decbin(mt_rand(0, self::max12bit)), 12, "0", STR_PAD_LEFT);
            // 拼接
            $base = $base.$machineid.$random;
            // 转化为 十进制 返回
            return bindec($base);
        }
    }
    IdCreate::machineId("1");//机器编号
    echo IdCreate::createOnlyId();//分布式id