PHP は分散一意の ID を生成するために Snowflake を実装します

Twitter のスノーフレークは、一意の UUID の分散生成に広く使用されており、インターネット上にはスノーフレークのいくつかの変種に基づいたアルゴリズムが多数存在します。 Snowflake を使用して生成された多くの UUID は分散シナリオで使用されており、スレッド セーフを考慮せずに PHP を実装しているインターネット上の記事をいくつか読みました。 PHP が Swoole のロックとコルーチンをサポートするようになったので、スレッドセーフで同時実行性の高いシミュレーションを開発するのに非常に便利です。ここでは、PHP と Swoole を組み合わせて、最も単純なスノーフレークを実装する方法を学習します (まだ書いていません)。長い間 PHP を使ってきましたが、IDE を持っていないように感じます。もう PHP を書くことはできません)。

まず、次のスノーフレーク構造を見てみましょう:
生成される値は 64 ビットで、4 つの部分に分割されます:

• 最初のビットは符号ビットです。最上位のビット 0 は正の数を示します
• 41 ビットの 2 番目の部分は、ID 生成時のタイムスタンプをミリ秒単位で記録するために使用されるため、この部分で表される値の範囲は 2^41 - 1 ( 69 年)、これは特定の時刻を基準としたオフセットです。
• 3 番目の部分の 10 ビットは動作ノードの ID を表し、値の範囲が 2^10 - 1 であることを示します。これは次と同等です。 1024 ノードをサポート
• 4 番目の部分の 12 ビットは、各動作ノードによってミリ秒ごとに生成される周期的自己インクリメント ID を表します。最大 2^12 -1 の ID を生成できます。ゼロを超える場合は、次のミリ秒が再びインクリメントされるまで待ちます。

最初にコードを投稿します:

<?php class Snowflake
{
    const EPOCH = 1543223810238;    // 起始时间戳，毫秒

    const SEQUENCE_BITS = 12;   //序号部分12位
    const SEQUENCE_MAX = -1 ^ (-1 << self::SEQUENCE_BITS);  // 序号最大值

    const WORKER_BITS = 10; // 节点部分10位
    const WORKER_MAX = -1 ^ (-1 << self::WORKER_BITS);  // 节点最大数值

    const TIME_SHIFT = self::WORKER_BITS + self::SEQUENCE_BITS; // 时间戳部分左偏移量
    const WORKER_SHIFT = self::SEQUENCE_BITS;   // 节点部分左偏移量

    protected $timestamp;   // 上次ID生成时间戳
    protected $workerId;    // 节点ID
    protected $sequence;    // 序号
    protected $lock;        // Swoole 互斥锁

    public function __construct($workerId)
    {
        if ($workerId < 0 || $workerId > self::WORKER_MAX) {
            trigger_error("Worker ID 超出范围");
            exit(0);
        }

        $this->timestamp = 0;
        $this->workerId = $workerId;
        $this->sequence = 0;
        $this->lock = new swoole_lock(SWOOLE_MUTEX);
    }

    /**
     * 生成ID
     * @return int
     */
    public function getId()
    {
        $this->lock->lock();    // 这里一定要记得加锁
        $now = $this->now();
        if ($this->timestamp == $now) {
            $this->sequence++;

            if ($this->sequence > self::SEQUENCE_MAX) {
                // 当前毫秒内生成的序号已经超出最大范围，等待下一毫秒重新生成
                while ($now timestamp) {
                    $now = $this->now();
                }
            }
        } else {
            $this->sequence = 0;
        }

        $this->timestamp = $now;    // 更新ID生时间戳

        $id = (($now - self::EPOCH) workerId sequence;
        $this->lock->unlock();  //解锁

        return $id;
    }

    /**
     * 获取当前毫秒
     * @return string
     */
    public function now()
    {
        return sprintf("%.0f", microtime(true) * 1000);
    }

}

実際、ロジックは複雑ではありません。コード内のビット操作を説明します:

-1 ^ (-1 <p>最後の部分は左にシフトされてから OR されます: </p><pre class="brush:php;toolbar:false">(($now - self::EPOCH) workerId sequence;

ここで重要なことは、最初の符号ビットを除く 3 つの部分を対応するオフセットだけ左にシフトし、それらを再統合することです。 OR 演算による上記のスノーフレーク構造。たとえば、マージ演算を示すために 3 つの部分と 4 ビットを使用します:

0000 0000 0010  --左移0位--> 0000 0000 0010
0000 0000 0100  --左移4位--> 0000 0100 0000 --或操作-->1000 0100 0010
0000 0000 1000  --左移8位--> 1000 0000 0000

Swoole のコルーチンとチャネルを使用して、生成された ID が次のとおりであるかどうかを確認してみましょう。繰り返します:

$snowflake = new Snowflake(1);

$chan = new chan(100000);
$n = 100000;

for ($i = 0; $i getId();
        $chan->push($id);
    });
}

go(function () use ($chan, $n) {
    $arr = [];
    for ($i = 0; $i pop();  // PHP Swoole的channel一定要写在go(func)的协程里面！？
        if (in_array($id, $arr)) {
            exit("ID 已存在");
        }
        array_push($arr, $id);
    }
});

$chan->close();

echo "ok";

実行してみると、確かにそうではありません 重複したIDが表示されました ちなみに、Golangを使ってsnowflakeを実装し、コプログラムモードで同じテストを実行しました PHPの実行時間は約 12 秒でしたが、Golang は 1 秒しかかかりませんでした。記事内に間違いがございましたら訂正させていただきますので、よろしくお願いいたします。

以上がPHP は分散一意の ID を生成するために Snowflake を実装しますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。