PHP随机数 C扩展随机数

Nafisa ·

更新时间:2024-11-11

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由于要用到固定长度的随机字符串。

首先是一段PHP代码


$str_md5=md5(uniqid());
 $rand = mt_rand(1, 28);
 $str1=substr($str_md5,$rand,6);
 $rand = mt_rand(1, 28);
 $str2=substr($str_md5,$rand,6);
 $rand = mt_rand(1, 28);
 $str3=substr($str_md5,$rand,6);
 $code=substr($str1.$str2.$str3,0,8);

生成180000个随机字符串，图中是按照重复数量倒序排列，可以看到基本都有重复的。不过也是比较理想的。

由于想提升一下自己的C语言能力，所以用C重新写了一下随机生成字符串。

其中用到了随机数函数srand(),rand();

不过折腾一两个小时，随机数还是有问题。并发访问时时间可能几乎为同时，那么srand给的种子时间可以视为相同的。这样就导致了，产生的随机数也是一样的。从而产生的随机字符串也是一样的。循环输出随机字符串，几乎都是一模一样的。

后来想到了ukey，这个扩展可以实现唯一的ID，那么访问都产生唯一的ID，是不是可以将这个ID作为种子时间。答案是肯定的。

上图是产生的随机字符串，可以自定义长度。也同样可以输出只有数字的字符串。相较PHP所产生的随机字符串重复率更低且速度更快。


 PHP_FUNCTION(get_random__num_str)
{
  int length=8;
  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "l", &length) == FAILURE) 
  {
  length=8;
  }
  length++;
 int flag, i; 
 char* string; 
 __uint64_t timestamp = realtime();
 __uint64_t retval;
 int len;
 char buf[128];
 if (timestamp == 0ULL) {
  RETURN_FALSE;
 }
 spin_lock(lock, pid);
 if (context->last_timestamp == timestamp) {
  context->sequence = (context->sequence + 1) & context->sequence_mask;
  if (context->sequence == 0) {
   timestamp = skip_next_millis();
  }
 } else {
  context->sequence = 0; /* Back to zero */
 }
 context->last_timestamp = timestamp;
 retval = ((timestamp - context->twepoch) << context->timestamp_left_shift)
   | (context->datacenter_id << context->datacenter_id_shift)
   | (worker_id << context->worker_id_shift)
   | context->sequence;
 spin_unlock(lock, pid);
 //printf('%ld',retval);
 srand((unsigned)retval);
 //srand((unsigned) time(NULL )); 
 if ((string = (char*) emalloc(length)) == NULL ) 
 { 
  //myLog("Malloc failed!flag:14\n"); 
  RETURN_NULL() ; 
 } 
 for (i = 0; i < length - 1; i++) 
 { 
  flag = rand() % 3; 
  switch (flag) 
  { 
   case 0: 
    string[i] = '1' + rand() % 5; 
    break; 
   case 1: 
    string[i] = '2' + rand() % 7; 
    break; 
   case 2: 
    string[i] = '0' + rand() % 10; 
    break; 
   default: 
    string[i] = '9'; 
    break; 
  } 
 } 
 string[length - 1] = '\0'; 
 RETURN_STRINGL(string,length,0);
}
 PHP_FUNCTION(get_random_str)
{
  int length=8;
  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "l", &length) == FAILURE) 
  {
  length=8;
  }
  length++;
 int flag, i; 
 char* string; 
 __uint64_t timestamp = realtime();
 __uint64_t retval;
 int len;
 char buf[128];
 if (timestamp == 0ULL) {
  RETURN_FALSE;
 }
 spin_lock(lock, pid);
 if (context->last_timestamp == timestamp) {
  context->sequence = (context->sequence + 1) & context->sequence_mask;
  if (context->sequence == 0) {
   timestamp = skip_next_millis();
  }
 } else {
  context->sequence = 0; /* Back to zero */
 }
 context->last_timestamp = timestamp;
 retval = ((timestamp - context->twepoch) << context->timestamp_left_shift)
   | (context->datacenter_id << context->datacenter_id_shift)
   | (worker_id << context->worker_id_shift)
   | context->sequence;
 spin_unlock(lock, pid);
 //printf('%ld',retval);
 srand((unsigned)retval);
 //srand((unsigned) time(NULL )); 
 if ((string = (char*) emalloc(length)) == NULL ) 
 { 
  //myLog("Malloc failed!flag:14\n"); 
  RETURN_NULL() ; 
 } 
 for (i = 0; i < length - 1; i++) 
 { 
  flag = rand() % 3; 
  switch (flag) 
  { 
   case 0: 
    string[i] = 'A' + rand() % 26; 
    break; 
   case 1: 
    string[i] = 'a' + rand() % 26; 
    break; 
   case 2: 
    string[i] = '0' + rand() % 10; 
    break; 
   default: 
    string[i] = 'x'; 
    break; 
  } 
 } 
 string[length - 1] = '\0'; 
 RETURN_STRINGL(string,length,0);
}

上图是PHP生成18W随机字符串所用的时间

上图是C扩展生成18W随机字符串所用的时间

所用的服务器都是1G内存双核的阿里云服务器。

只要在ukey中加入上如代码就可以生产随机字符串和随机长度数字字符串，PHP唯一ID生成扩展ukey。

php.ini的配置项:


[ukey]
ukey.datacenter = integer
ukey.worker = integer
ukey.twepoch = uint64

datacenter配置项是一个整数, 用于设置数据中心;
worker配置项是一个整数, 用于设置数据中心的机器序号;
twepoch配置项是一个64位的整数, 用于设置时间戳基数, 此值越大, 生成的ID越小;

安装:


$ cd ./ukey
$ phpize
$ ./configure
$ make
$ sudo make install

Ukey提供3个有用的函数:

ukey_next_id() -- 用于生成唯一ID
ukey_to_timestamp(ID) -- 用于将ID转换成时间戳
ukey_to_machine(ID) -- 用于将ID转换成机器信息

使用实例:


<?php
$id = ukey_next_id();
echo $id;
$timestamp = ukey_to_timestamp($id);
echo date('Y-m-d H:i:s', $timestamp);
$info = ukey_to_machine($id)
var_dump($info);
?>

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