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参考了下网上雪花算法生成规则，用php实现雪花算法SnowFlake生成唯一ID

37°5 PHP

一、雪花算法原理解析

1. 分布式ID常见生成策略：

  分布式ID生成策略常见的有如下几种：

数据库自增ID。
UUID生成。
Redis的原子自增方式。
数据库水平拆分，设置初始值和相同的自增步长。
批量申请自增ID。
雪花算法。
百度UidGenerator算法(基于雪花算法实现自定义时间戳)。
美团Leaf算法(依赖于数据库，ZK)。
  本文主要介绍SnowFlake 算法，是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。

  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，保持自增性且不重复。


2. 雪花算法的结构：


主要分为 5 个部分：

是 1 个 bit：0，这个是无意义的。
是 41 个 bit：表示的是时间戳。
是 10 个 bit：表示的是机房 id，0000000000，因为我传进去的就是0。
是 12 个 bit：表示的序号，就是某个机房某台机器上这一毫秒内同时生成的 id 的序号，0000 0000 0000。
  接下去我们来解释一下四个部分：

1 bit，是无意义的：

  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。

41 bit：表示的是时间戳，单位是毫秒。

  41 bit 可以表示的数字多达 2^41 - 1，也就是可以标识 2 ^ 41 - 1 个毫秒值，换算成年就是表示 69 年的时间。

10 bit：记录工作机器 id，代表的是这个服务最多可以部署在 2^10 台机器上，也就是 1024 台机器。

  但是 10 bit 里 5 个 bit 代表机房 id，5 个 bit 代表机器 id。意思就是最多代表 2 ^ 5 个机房（32 个机房），每个机房里可以代表 2 ^ 5 个机器（32 台机器），这里可以随意拆分，比如拿出4位标识业务号，其他6位作为机器号。可以随意组合。

12 bit：这个是用来记录同一个毫秒内产生的不同 id。

  12 bit 可以代表的最大正整数是 2 ^ 12 - 1 = 4096，也就是说可以用这个 12 bit 代表的数字来区分同一个毫秒内的 4096 个不同的 id。也就是同一毫秒内同一台机器所生成的最大ID数量为4096

   简单来说，你的某个服务假设要生成一个全局唯一 id，那么就可以发送一个请求给部署了 SnowFlake 算法的系统，由这个 SnowFlake 算法系统来生成唯一 id。这个 SnowFlake 算法系统首先肯定是知道自己所在的机器号，（这里姑且讲10bit全部作为工作机器ID）接着 SnowFlake 算法系统接收到这个请求之后，首先就会用二进制位运算的方式生成一个 64 bit 的 long 型 id，64 个 bit 中的第一个 bit 是无意义的。接着用当前时间戳（单位到毫秒）占用41 个 bit，然后接着 10 个 bit 设置机器 id。最后再判断一下，当前这台机房的这台机器上这一毫秒内，这是第几个请求，给这次生成 id 的请求累加一个序号，作为最后的 12 个 bit。

二、PHP源码实现案例 

/**
 *
 *  雪花全局唯一 ID 生成类
 *  修改了机器id和序列号自动获取 理论上毫秒可生成 1024*4096个唯一id
 *  组成: <毫秒级时间戳+机器id+序列号>
 *  41bit的时间戳 可以支持该算法使用到2082年，
 *  10bit的机器id 可以支持1023台机器，
 *  12bit序列号   可以支持1毫秒产生4095个自增序列id
 *
 */
class Snowflake
{
    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 $LAST_TIME_MID = 0; // 上次的机器id
    static $SEQUENCE_NUM  = 0; //

    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);

        // 获取序列数
        self::get_num();

        // 获取机器id
        self::get_mid();

        // 机器id  10 字节
        $machineid = str_pad(decbin(self::$LAST_TIME_MID), 10, "0", STR_PAD_LEFT);

        // 序列数 12字节
        $random = str_pad(decbin(self::$SEQUENCE_NUM), 12, "0", STR_PAD_LEFT);
        // 拼接
        $base = $base . $machineid . $random;

        if (strpos(PHP_OS, "WIN") !== false)
        {
            //win下会科学计数 格式化
            return number_format(bindec($base), 0, '', ''); //输出16位id 4369796497932289
        }
        return bindec($base); // 输出19位id 4940315248386113537
    }

    //机器id 10字节 1-1023
    public static function get_mid()
    {
        if (self::$SEQUENCE_NUM >= 4095)
        {
            self::$LAST_TIME_MID++;
            if (self::$LAST_TIME_MID > 1023)
            {
                self::$LAST_TIME_MID = 0;
            }
        }
    }
    //12字节 1-4095
    public static function get_num()
    {
        self::$SEQUENCE_NUM++;
        if (self::$SEQUENCE_NUM > 4095)
        {
            self::$SEQUENCE_NUM = 0;
        }
    }

    /**
     * @param $particle 唯一编号
     * @return float|int
     * author : huangpeng
     * 简介：返回时间
     * @praram:
     * @praram:
     * Date: 2021/4/22
     * Time: 21:46
     */
    public static function timeFromParticle($particle) {
        return bindec(substr(decbin($particle),0,41)) - self::max41bit + self::EPOCH;
    }

}
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