《算法 - 雪花算法》

一：概述

　　- SnowFlake 算法

　　　　- 是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。

 

　　- 应用场景

　　　　- 高性能的产生不重复ID，支持集群的横向扩展。

 

二：原理

　　- 其核心思想就是：

　　　　- 使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 id。

　　　　- 在分布式系统中的应用十分广泛，且ID 引入了时间戳，基本上保持自增的。 

 

　　- 产生公式

　　　　-  | 0(最高位预留) | 时间戳(41位) | 机器ID(10位) | 随机序列(12位) |

　　　　- 形成 64位bit

 

三：实现解析

　　- 0(最高位预留) 

　　　　- 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(41位) 

　　　　- 41 bits 的 Timestamp，每次要生成一个新 ID 的时候，都会获取一下当前的 Timestamp,保证每个timestamp都是不同的。

 

　　- 机器ID(10位)

　　　　- 10 bits 的机器号, 在 ID 分配 Worker 启动的时候，从一个 集群获取 (保证所有的 Worker 不会有重复的机器号)。

 

　　- 随机序列(12位)

　　　　- 12 bit 随机数。

 

　　- 组成 64 位 bits，成为 10 进制的 16 位 unique Id

 

四：代码简单实现

• <?php
  /**
   * 雪花算法
   *    其核心思想就是：
   *    使用一个 64 bit 的 long 型的数字作为全局唯一 id。
   *    在分布式系统中的应用十分广泛，且ID 引入了时间戳，基本上保持自增的。
   * 产生公式
   *    | 0(最高位预留) | 时间戳(41位) | 机器ID(10位) | 随机序列(12位) |
   */
  class IdCreate
  {
      const max12bit = 4095;
  
      public static function createOnlyId()
      {
          // 获取微秒时间戳(42位)，截取并转化为 41位二进制
          $microtime = decbin(floor(microtime(true) * 1000));
  
          // 10bit 的机器号，由集群产出
          $machineId = self::machine();
  
          // 12bit 的随机数
          $random = str_pad(decbin(mt_rand(0, self::max12bit)), 12, "0", STR_PAD_LEFT);
  
          // 拼接
          $base = '0' . $microtime . $machineId . $random;
  
          // 十进制 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);