《算法 - 雪花算法》

一：概述

　　- SnowFlake 算法

　　　　- 是 Twitter 開源的分布式 id 生成算法。

 

　　- 應用場景

　　　　- 高性能的產生不重復ID，支持集群的橫向擴展。

 

二：原理

　　- 其核心思想就是：

　　　　- 使用一個 64 bit 的 long 型的數字作為全局唯一 id。

　　　　- 在分布式系統中的應用十分廣泛，且ID 引入了時間戳，基本上保持自增的。 

 

　　- 產生公式

　　　　-  | 0(最高位預留) | 時間戳(41位) | 機器ID(10位) | 隨機序列(12位) |

　　　　- 形成 64位bit

 

三：實現解析

　　- 0(最高位預留) 

　　　　- 因為二進制里第一個 bit 為如果是 1，那么都是負數，但是我們生成的 id 都是正數，所以第一個 bit 統一都是 0。

 

　　- 時間戳(41位) 

　　　　- 41 bits 的 Timestamp，每次要生成一個新 ID 的時候，都會獲取一下當前的 Timestamp,保證每個timestamp都是不同的。

 

　　- 機器ID(10位)

　　　　- 10 bits 的機器號, 在 ID 分配 Worker 啟動的時候，從一個 集群獲取 (保證所有的 Worker 不會有重復的機器號)。

 

　　- 隨機序列(12位)

　　　　- 12 bit 隨機數。

 

　　- 組成 64 位 bits，成為 10 進制的 16 位 unique Id

 

四：代碼簡單實現

• <?php
  /**
   * 雪花算法
   *    其核心思想就是：
   *    使用一個 64 bit 的 long 型的數字作為全局唯一 id。
   *    在分布式系統中的應用十分廣泛，且ID 引入了時間戳，基本上保持自增的。
   * 產生公式
   *    | 0(最高位預留) | 時間戳(41位) | 機器ID(10位) | 隨機序列(12位) |
   */
  class IdCreate
  {
      const max12bit = 4095;
  
      public static function createOnlyId()
      {
          // 獲取微秒時間戳(42位)，截取並轉化為 41位二進制
          $microtime = decbin(floor(microtime(true) * 1000));
  
          // 10bit 的機器號，由集群產出
          $machineId = self::machine();
  
          // 12bit 的隨機數
          $random = str_pad(decbin(mt_rand(0, self::max12bit)), 12, "0", STR_PAD_LEFT);
  
          // 拼接
          $base = '0' . $microtime . $machineId . $random;
  
          // 十進制 返回
          return bindec($base);
      }
  
      /**
       * 集群
       * @param int $machineId
       * @return string
       */
      public static function machine($machineId = 0)
      {
          return str_pad($machineId, 10, "0", STR_PAD_LEFT);
      }
  }
  
  $cast_id = IdCreate::createOnlyId();
  var_dump($cast_id);