接着上一篇 php + redis + lua 实现一个简单的发号器（1）-- 原理篇，本篇讲一下发号器的具体实现。
1、基础知识
发号器的实现主要用到了下面的一些知识点：
1. php中的位运算的操作和求值
2. 计算机原码、补码、反码的基本概念
3. redis中lua脚本的编写和调试
如果你对这些知识已经熟悉，直接往下看即可, 不了解的话就猛戳。
2、具体实现
先上代码吧，然后再慢慢分析
class SignGenerator { CONST BITS_FULL = 64; CONST BITS_PRE = 1;//固定 CONST BITS_TIME = 41;//毫秒时间戳 可以最多支持69年 CONST BITS_SERVER = 5; //服务器最多支持32台 CONST BITS_WORKER = 5; //最多支持32种业务 CONST BITS_SEQUENCE = 12; //一毫秒内支持4096个请求 CONST OFFSET_TIME = "2019-05-05 00:00:00";//时间戳起点时间 /** * 服务器id */ protected $serverId; /** * 业务id */ protected $workerId; /** * 实例 */ protected static $instance; /** * redis 服务 */ protected static $redis; /** * 获取单个实例 */ public static function getInstance($redis) { if(isset(self::$instance)) { return self::$instance; } else { return self::$instance = new self($redis); } } /** * 构造初始化实例 */ protected function __construct($redis) { if($redis instanceof \Redis || $redis instanceof \Predis\Client) { self::$redis = $redis; } else { throw new \Exception("redis service is lost"); } } /** * 获取唯一值 */ public function getNumber() { if(!isset($this->serverId)) { throw new \Exception("serverId is lost"); } if(!isset($this->workerId)) { throw new \Exception("workerId is lost"); } do{ $id = pow(2,self::BITS_FULL - self::BITS_PRE) << self::BITS_PRE; //时间戳 41位 $nowTime = (int)(microtime(true) * 1000); $startTime = (int)(strtotime(self::OFFSET_TIME) * 1000); $diffTime = $nowTime - $startTime; $shift = self::BITS_FULL - self::BITS_PRE - self::BITS_TIME; $id |= $diffTime << $shift; echo "diffTime=",$diffTime,"\t"; //服务器 $shift = $shift - self::BITS_SERVER; $id |= $this->serverId << $shift; echo "serverId=",$this->serverId,"\t"; //业务 $shift = $shift - self::BITS_WORKER; $id |= $this->workerId << $shift; echo "workerId=",$this->workerId,"\t"; //自增值 $sequenceNumber = $this->getSequence($id); echo "sequenceNumber=",$sequenceNumber,"\t"; if($sequenceNumber > pow(2, self::BITS_SEQUENCE)) { usleep(1000); } else { $id |= $sequenceNumber; return $id; } } while(true); } /** * 反解获取业务数据 */ public function reverseNumber($number) { $uuidItem = []; $shift = self::BITS_FULL - self::BITS_PRE - self::BITS_TIME; $uuidItem['diffTime'] = ($number >> $shift) & (pow(2, self::BITS_TIME) - 1); $shift -= self::BITS_SERVER; $uuidItem['serverId'] = ($number >> $shift) & (pow(2, self::BITS_SERVER) - 1); $shift -= self::BITS_WORKER; $uuidItem['workerId'] = ($number >> $shift) & (pow(2, self::BITS_WORKER) - 1); $shift -= self::BITS_SEQUENCE; $uuidItem['sequenceNumber'] = ($number >> $shift) & (pow(2, self::BITS_SEQUENCE) - 1); $time = (int)($uuidItem['diffTime']/1000) + strtotime(self::OFFSET_TIME); $uuidItem['generateTime'] = date("Y-m-d H:i:s", $time); return $uuidItem; } /** * 获取自增序列 */ protected function getSequence($id) { $lua = <<<LUA local sequenceKey = KEYS[1] local sequenceNumber = redis.call("incr", sequenceKey); redis.call("pexpire", sequenceKey, 1); return sequenceNumberLUA; $sequence = self::$redis->eval($lua, [$id], 1); $luaError = self::$redis->getLastError(); if(isset($luaError)) { throw new \ErrorException($luaError); } else { return $sequence; } } /** * @return mixed */ public function getServerId() { return $this->serverId; } /** * @param mixed $serverId */ public function setServerId($serverId) { $this->serverId = $serverId; return $this; } /** * @return mixed */ public function getWorkerId() { return $this->workerId; } /** * @param mixed $workerId */ public function setWorkerId($workerId) { $this->workerId = $workerId; return $this; } }3、运行一把
获取uuid
$redis = new Redis;$redis->connect("127.0.0.1", 6379);$instance = SignGenerator::getInstance($redis);$instance->setWorkerId(2)->setServerId(1);$number = $instance->getNumber();//于此同时，为了方便同可反解操作做对别，分别记录下来 diffTime,serverId,workerId,sequenceNumber, 运行结果如下图反解uuid
$redis = new Redis;$redis->connect("127.0.0.1", 6379);$instance = SignGenerator::getInstance($redis);$item = $instance->reverseNumber(1369734562062337);var_dump($item);die();打印结果如下， 通过对比发现和之前的一致4、代码解析
从上面的代码上看，里面大量的使用了php的位运算操作，可能有些同学接触的不多，这里以getNumber为例，简单解释一下上面的代码，如果你已经很清楚了，那就请直接忽略本段。
首先明白一个基础的概念，计算机所有的数据都是以二进制补码的形式进行存储的，正数的原码 = 反码 = 补码
分析getNumber方法的实现过程：
1、初始化发号器
$id = pow(2,self::BITS_FULL - self::BITS_PRE) << self::BITS_PRE;我们可以认为：pow(2,self::BITS_FULL - self::BITS_PRE)我们向计算机申请了一块内存，它大概长下面这个样子：高位 <---------------------------------------------------------- 低位10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000执行位运算，由低位向高位移动，空位使用0补齐，变成了现在的这个样子高位 <---------------------------------------------------------- 低位00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000这不就是0么，对的，经过实验测试，直接将$id = 0,效果是一样的所以$id 的初始化有下面三种// $id = pow(2, self::BITS_FULL);// $id = pow(2,self::BITS_FULL - self::BITS_PRE) << self::BITS_PRE;// $id = 0;2、为发号器添加时间属性
//时间戳 41位$nowTime = (int)(microtime(true) * 1000);$startTime = (int)(strtotime(self::OFFSET_TIME) * 1000);//计算毫秒差，基于上图，这里 diffTime=326570168$diffTime = $nowTime - $startTime;//计算出位移 的偏移量$shift = self::BITS_FULL - self::BITS_PRE - self::BITS_TIME;//改变uuid的时间bit位$id |= $diffTime << $shift;$id 与 $diffTime 执行位移前的二进制形式|-------------BITS_PRE + BITS_TIME------------||--------shift---------|00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 10011 01110111 00010000 10111000$diffTime 执行位移后的二进制形式|-------------BITS_PRE + BITS_TIME------------||--------shift---------|00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 100 11011101 11000100 00101110 00|--------shift---------|紧接着同$id进行或操作，得到如下结果|-------------BITS_PRE + BITS_TIME------------||--------shift---------|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000000 00000000 000000003、为发号器添加服务器编号
//在新的$shift 计算出位移 的偏移量$shift = $shift - self::BITS_SERVER;//改变uuid的服务器bit位$id |= $this->serverId << $shift;$id 与 $serverId 执行位移前的二进制形式|-------BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER---------||------shift------|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000000 00000000 00000000 1$serverId 执行位移后的二进制形式|-------BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER---------||------shift------|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000000 00000000 00000000 10 00000000 00000000紧接着同$id进行或操作，得到如下结果|-------BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER---------||------shift------|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00000000 00000000 4、为发号器添加业务编号
//在新的$shift 计算出位移 的偏移量$shift = $shift - self::BITS_WORKER;//改变uuid的业务编号bit位$id |= $this->workerId << $shift;$id 与 $workerId 执行位移前的二进制形式, $workerId = 2|---BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER + BITS_WORKDER----||---shift---|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00000000 00000000 10 $workerId 执行位移后的二进制形式|---BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER + BITS_WORKDER----||---shift---|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00000000 00000000 100000 00000000紧接着同$id进行或操作，得到如下结果|---BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER + BITS_WORKDER----||---shift---|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00100000 000000005、为发号器添加sequence
//这里$sequenceNumber = 1$id |= $sequenceNumber;|--BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER + BITS_WORKDER + BITS_SEQUENCE--|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00100000 00000000 1 紧接着同$id进行或操作，得到如下结果|--BITS_PRE + BITS_TIME + BITS_SERVER + BITS_WORKDER + BITS_SEQUENCE--|00000000 00000100 11011101 11000100 00101110 00000010 00100000 00000001 最后我们得出二进制数据为：100 11011101 11000100 00101110 00000010 00100000 00000001，通过进制转换得到对应的数字就是：1369734562062337
5、参考资料
分布式ID生成器PHP+Swoole实现(下) - 代码实现
原码，反码，补码杂谈
由于能力和水平的有限，难免会有错误，希望读者及时支出！