通常来说，不管使用什么数据库，表里都有一个名为 id 的主键，既然是主键，那么必然要满足唯一性，对于 MySQL 用户来说，它多半是一个 auto_increment 自增字段，也有一些别的用户喜欢使用 UUID 做主键，不过对 MySQL（特别是 InnoDB）来说，UUID 通常不是一个好选择，因为聚簇索引要求物理数据按照主键排序，而 UUID 本身是无序的，所以会带来很多不必要的 IO 消耗。于是乎我们得到一个结论：ID 最好是顺序的唯一值。
如此说来，就用 MySQL 的 auto_increment 自增字段不就好了？问题是这样无法满足高可用性，虽然可以通过多台服务器设置不同的 auto_increment 步长来提升可用性，但数据库本身始终就是那块最短的木板。至于解决方案，网上已经有很多类似的讨论：
最流行的解决方案，当然是 twitter 的 snowflake，其大致含义是说：为了避免单点故障，在多个节点上运行 ID 生成器服务，每个节点都有自己独立的标识，ID 以时间因子为前缀，虽然不同的服务器时间可能存在差异，不能保证绝对的顺序，但是整体的趋势还是可以认为是顺序的，IO 负担可以忽略，同时以一个计数器为后缀，从而保证唯一性。
网上现有的开源 ID 生成器，比如 Chronos，都是运行为服务的形式，不过对我而言，这样有些太重了，于是我用 PHP 实现了一个非服务化的简版 ID 生成器，虽然它很简单，但是它并不简陋，实现了 snowflake 要求的功能：
<?php
class Sequence
{
const EPOCH = 1000000000;
const TIME_BITS = 30;
const NODE_BITS = 10;
const COUNT_BITS = 20;
private $node;
public function __construct($node)
{
$max = $this->max(self::NODE_BITS);
if (is_int($node) === false || $node > $max || $node < 0) {
throw new \InvalidArgumentException('node');
}
$this->node = $node;
}
public function generate($time = null)
{
if ($time === null) {
$time = time();
}
return ($this->time($time) << (self::NODE_BITS + self::COUNT_BITS)) |
($this->node << self::COUNT_BITS) |
($this->count($time));
}
public function restore($id)
{
$binary = decbin($id);
$position = -(self::NODE_BITS + self::COUNT_BITS);
return array(
'time' => bindec(substr($binary, 0, $position)) + self::EPOCH,
'node' => bindec(substr($binary, $position, - self::COUNT_BITS)),
'count' => bindec(substr($binary, - self::COUNT_BITS)),
);
}
private function time($time)
{
$key = 'seq:time';
if (apcu_fetch($key) === false && sleep(1) === 0) {
apcu_add($key, $time);
}
$time -= self::EPOCH;
$max = $this->max(self::TIME_BITS);
if (is_int($time) === false || $time > $max || $time < 0) {
throw new \InvalidArgumentException('time');
}
return $time;
}
private function count($time)
{
$key = "seq:count:{$time}";
while (!$count = apcu_inc($key)) {
apcu_add($key, mt_rand(0, 9));
}
$max = $this->max(self::COUNT_BITS);
if ($count > $max) {
throw new \UnexpectedValueException('count');
}
return $count;
}
private function max($bits)
{
return -1 ^ (-1 << $bits);
}
}
?>
本文中的实现利用 apcu 来保存数据，但是并不需要以服务的形式存在。其中我们自定义了一个时间的原点，这样时间的位数可以节省点儿，实际使用时，可以用项目立项的时间戳做为时间原点，这样更有意义些。以 30 位时间为例，如果时间原点是 1000000000 的话，那么理论上最大值可以保存到 2035-09-18，此外我们给节点留了 10 位，计数器留了 20 位，理论上可以容纳最多 1023 个节点，每个节点每秒最多 1048575 个 ID。这些阈值基本都足够了，多半还没到达上限，系统就已经挂了。
需要说明的是，如果使用秒级的时间，假设在一秒内重启 php-fpm，那么有可能会产生不唯一的值，所以我在代码里加上了 sleep(1) 的逻辑来规避此问题。另外，因为代码里并没有严格判断服务器可能出现的时间回退问题，所以还是有可能产生不唯一的值，但需要满足几个条件：首先，服务器时间发生了回退；其次，回退后生成 ID 时的时间恰好在以前使用过；最后，服务器因为 LRU 等原因清除了相关的缓存。要满足这些条件，基本是很难的。也就是说，对于绝大部分 PHP 项目而言，本文的代码可以认为是足够强壮的。
此外，生成的 ID 最好别直接用，不然别人可以反解出其中的数据，比如你有多少台服务器等等，解决办法是在应用层用 hashids 编码及解码，如此一来，数据库里保存的还是原始的 ID（Bigint），但是用户看到的却是 HASH ID，从而更好的保护了数据的安全。
