分布式ID生成器PHP+Swoole实现(下) - 代码实现

Posted 2021-01-16 gouyg

上篇文章主要介绍《实现原理》，这篇看主要代码的编写。

实现IDGenerator类

• 64位ID由以下元素组成：固定位占2位，时间戳占41位，服务实例数字编号占4位，业务编号占10位，自增id占7位

const BITS_FULL     = 64;
const BITS_PRE      = 2;  // 固定位01
const BITS_TIME     = 41; // 可支持69年
const BITS_SERVER   = 4;  // 可支持16台集群服务
const BITS_WORKER   = 10;  // 可支持业务数1024个
const BITS_SEQUENCE = 7;  // 一毫秒内支持生成128个id

• 定义好三个变量：
  • $sequence_id: 自增序列id，在同一毫秒内产生的ID由此变量进行递增区分
  • $last_timestamp: 最后一次产生ID时的毫秒级时间戳，与下一次生成ID时的时间进行比较，如果时间相同则进行$sequence_id++，如果不同$sequence_id置0从新开始计算。
  • $server_id: 服务器id编号，代表不同的分布式服务实例，服务启动时指定。

private $sequence_id    = 0;
private $last_timestamp = 0;
private $server_id = 0;

• EPOCH_TIME，由过去最近的一个时间值作为比较基数，如下值为2018-10-30 00:00:00

const EPOCH_TIME = 1540828800000; //时间基数

• 获取一个64位ID主要由以下位运算完成

/**
 * 获取id
 */
function get($worker_id = 0) 
{
    //初始化id位
    $id = pow(2, 62);
    
    /* 1. 时间戳 41位 */
    $time = $this->timeGen();
    $diff_time = $time - self::EPOCH_TIME;
    
    $shift = self::BITS_FULL - self::BITS_PRE - self::BITS_TIME;
    $id |= $diff_time << $shift;
    
    /* 2. 服务器id */
    $shift -= self::BITS_SERVER;
    $id |= ($this->server_id & (pow(2, self::BITS_SERVER) - 1)) << $shift;
    
    /* 3. 业务id */
    $shift -= self::BITS_WORKER;
    $id |= ($worker_id & (pow(2, self::BITS_WORKER) - 1)) << $shift;
    
    /* 4. 自增id */
    $id |= ($this->sequence_id % (pow(2, self::BITS_SEQUENCE) - 1));
    
    $this->sequence_id++;
    return $id;
}

/**
* 获取当前时间
*/
function timeGen() {
    $wait_next_ms = 0;
    do {
        if($wait_next_ms > 0) {
            usleep(100); //等待下一毫秒，休眠0.1毫秒
        }
    
        $timestamp = microtime(true) * 1000;
        $timestamp = (int) $timestamp;
    
        if($this->last_timestamp < $timestamp) {
            $this->sequence_id = 0;
        }
    
        $wait_next_ms++;
    
    } while ($this->last_timestamp == $timestamp 
    && $this->sequence_id >= (pow(2, self::BITS_SEQUENCE) - 1) 
    || $this->last_timestamp > $timestamp);
    
    $this->last_timestamp = $timestamp;
    return $timestamp;
}

实现Swoole redis服务

$shortopts = ‘s:p‘; // s服务ID编号, p绑定端口
$options = getopt($shortopts);

// 由swoole_table存储最后一次产生数据的相关值
$table = new swoole_table(2048);
$table->column(‘sequence_id‘, swoole_table::TYPE_INT);
$table->column(‘last_timestamp‘, swoole_table::TYPE_FLOAT);
$table->column(‘server_id‘, swoole_table::TYPE_INT);
$table->create();

// atomic分业务加锁
for ($i = 0; $i <= 1023; $i++) {
    $atomics[$i] = new swoole_atomic(0);
}

$serv = new Server("0.0.0.0", $options[‘p‘]);
$serv->table = $table;
$serv->atomics = $atomics;

$IDGen_config = array(
    ‘server_id‘ => $options[‘s‘],
    ‘last_timestamp‘ => 0,
    ‘sequence_id‘ => 0,
);
$serv->table->set(‘key:idgen_config‘, $IDGen_config);

$serv->on(‘start‘, function ($serv) use($options) {
    // 启动事件
});

//监听redis get指令
$serv->setHandler(‘GET‘, function ($fd, $data) use ($serv) {
    $data = trim($data[0]);
    $IDGen = new IDGen();
    $id = $IDGen->get();
    
    return Server::format(Server::STRING, $id);
});

$serv->start();

Redis-cli连接测试

redis-cli -h 172.19.19.21 -p 9500
172.19.19.21:9500> get 1
"4747443928557682816"
172.19.19.21:9500> get 2
"4747443933230137600"