php实现雪花算法（ID递增）

最新推荐文章于 2025-06-17 01:04:32 发布

yshir-phper

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分类专栏：算法

原文链接：https://www.cnblogs.com/lz0925/p/11288058.html

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博客介绍了雪花算法，其最高位符号位为0，41位时间序列精确到毫秒，可用69年且能按时间排序；10位机器标识最多支持1024个节点；12位计数序列号支持同一节点每毫秒产生4096个ID。该算法简洁，是不错的ID生成策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

雪花算法简单描述：

最高位是符号位，始终为0，不可用。
41位的时间序列，精确到毫秒级，41位的长度可以使用69年。时间位还有一个很重要的作用是可以根据时间进行排序。
10位的机器标识，10位的长度最多支持部署1024个节点。
12位的计数序列号，序列号即一系列的自增id，可以支持同一节点同一毫秒生成多个ID序号，12位的计数序列号支持每个节点每毫秒产生4096个ID序号。
看的出来，这个算法很简洁也很简单，但依旧是一个很好的ID生成策略。其中，10位器标识符一般是5位IDC+5位machine编号，唯一确定一台机器。

<?php
class lib_snowflake
{
    const TWEPOCH = 1488834974657; // 时间起始标记点，作为基准，一般取系统的最近时间（一旦确定不能变动）

    const WORKER_ID_BITS     = 5; // 机器标识位数
    const DATACENTER_ID_BITS = 5; // 数据中心标识位数
    const SEQUENCE_BITS      = 11; // 毫秒内自增位

    private $workerId; // 工作机器ID(0~31)
    private $datacenterId; // 数据中心ID(0~31)
    private $sequence; // 毫秒内序列(0~4095)

    private $maxWorkerId     = -1 ^ (-1 << self::WORKER_ID_BITS); // 机器ID最大值31
    private $maxDatacenterId = -1 ^ (-1 << self::DATACENTER_ID_BITS); // 数据中心ID最大值31

    private $workerIdShift      = self::SEQUENCE_BITS; // 机器ID偏左移11位
    private $datacenterIdShift  = self::SEQUENCE_BITS + self::WORKER_ID_BITS; // 数据中心ID左移16位
    private $timestampLeftShift = self::SEQUENCE_BITS + self::WORKER_ID_BITS + self::DATACENTER_ID_BITS; // 时间毫秒左移21位
    private $sequenceMask       = -1 ^ (-1 << self::SEQUENCE_BITS); // 生成序列的掩码4095

    private $lastTimestamp = -1; // 上次生产id时间戳

    public function __construct($workerId, $datacenterId, $sequence = 0)
    {
        if ($workerId > $this->maxWorkerId || $workerId < 0) {
            throw new Exception("worker Id can't be greater than {$this->maxWorkerId} or less than 0");
        }

        if ($datacenterId > $this->maxDatacenterId || $datacenterId < 0) {
            throw new Exception("datacenter Id can't be greater than {$this->maxDatacenterId} or less than 0");
        }

        $this->workerId     = $workerId;
        $this->datacenterId = $datacenterId;
        $this->sequence     = $sequence;
    }

    public function nextId()
    {
        $timestamp = $this->timeGen();

        if ($timestamp < $this->lastTimestamp) {
            $diffTimestamp = bcsub($this->lastTimestamp, $timestamp);
            throw new Exception("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for {$diffTimestamp} milliseconds");
        }

        if ($this->lastTimestamp == $timestamp) {
            $this->sequence = ($this->sequence + 1) & $this->sequenceMask;

            if (0 == $this->sequence) {
                $timestamp = $this->tilNextMillis($this->lastTimestamp);
            }
        } else {
            $this->sequence = 0;
        }

        $this->lastTimestamp = $timestamp;

        $gmpTimestamp    = gmp_init($this->leftShift(bcsub($timestamp, self::TWEPOCH), $this->timestampLeftShift));
        $gmpDatacenterId = gmp_init($this->leftShift($this->datacenterId, $this->datacenterIdShift));
        $gmpWorkerId     = gmp_init($this->leftShift($this->workerId, $this->workerIdShift));
        $gmpSequence     = gmp_init($this->sequence);
        return gmp_strval(gmp_or(gmp_or(gmp_or($gmpTimestamp, $gmpDatacenterId), $gmpWorkerId), $gmpSequence));
    }

    protected function tilNextMillis($lastTimestamp)
    {
        $timestamp = $this->timeGen();
        while ($timestamp <= $lastTimestamp) {
            $timestamp = $this->timeGen();
        }

        return $timestamp;
    }

    protected function timeGen()
    {
        return floor(microtime(true) * 1000);
    }

    // 左移 <<
    protected function leftShift($a, $b)
    {
        return bcmul($a, bcpow(2, $b));
    }
}

第二种写法：

<?php
/**
 *  分布式 id 生成类     组成: <毫秒级时间戳+机器id+序列号>
 *  默认情况下41bit的时间戳可以支持该算法使用到2082年，10bit的工作机器id可以支持1023台机器，序列号支持1毫秒产生4095个自增序列id
 *  @author zhangqi
 */
class IdCreate
{
    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 $machineId = null;      // 机器id

    public static function machineId($mId = 0)
    {
        self::$machineId = $mId;
    }

    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 + $time);
        // 机器id  10 字节
        if(!self::$machineId)
        {
            $machineid = self::$machineId;
        }
        else
        {
            $machineid = str_pad(decbin(self::$machineId), 10, "0", STR_PAD_LEFT);
        }
        // 序列数 12字节
        $random = str_pad(decbin(mt_rand(0, self::max12bit)), 12, "0", STR_PAD_LEFT);
        // 拼接
        $base = $base.$machineid.$random;
        // 转化为 十进制 返回
        return bindec($base);
    }
}
IdCreate::machineId("1");//机器编号
echo IdCreate::createOnlyId();//分布式id