前言
在设计数据库的时候，我们通常需要给业务数据表分配主键，很多时候，为了省事，我都是直接使用 GUID/UUID 的方式，但是在 MonggoDB 中，其内部实现了 ObjectId（以下统称为Oid）。并且在.NETCore 的驱动中给出了源代码的实现。
经过仔细研读官方的源码后发现，其实现原理非常的简单易学，在最新的版本中，阉割了 UnPack 函数，可能是官方觉得解包是没什么太多的使用场景的，但是我们认为，对于数据溯源来说，解包的操作实在是非常有必要，特别是在目前的微服务大流行的背景下。
为此，在参考官方代码的基础上进行了部分改进，增加了一下自己的需求。本示例代码增加了解包的操作、对 string 的隐式转换、提供读取解包后数据的公开属性。
ObjectId 的数据结构
首先，我们来看 Oid 的数据结构的设计。
从上图可以看出，Oid 的数据结构主要由四个部分组成，分别是：Unix时间戳、机器名称、进程编号、自增编号。Oid 实际上是总长度为12个字节24的字符串，易记口诀为：4323，时间4字节，机器名3字节，进程编号2字节，自增编号3字节。
1、Unix时间戳：Unix时间戳以秒为记录单位，即从1970/1/1 00:00:00 开始到当前时间的总秒数。
2、机器名称：记录当前生产Oid的设备号
3、进程编号：当前运行Oid程序的编号
4、自增编号：在当前秒内，每次调用都将自动增长（已实现线程安全）
根据算法可知，当前一秒内产生的最大 id 数量为 2^24=16777216 条记录，所以无需过多担心 id 碰撞的问题。
实现思路
先来看一下代码实现后的类结构图。
通过上图可以发现，类图主要由两部分组成，ObjectId/ObjectIdFactory，在类 ObjectId 中，主要实现了生产、解包、计算、转换、公开数据结构等操作，而 ObjectIdFactory 只有一个功能，就是生产 Oid。
所以，我们知道，类 ObjectId 中的 NewId 实际是调用了 ObjectIdFactory 的 NewId 方法。
为了生产效率的问题，在 ObjectId 中声明了静态的 ObjectIdFactory 对象，有一些初始化的工作需要在程序启动的时候在 ObjectIdFactory 的构造函数内部完成，比如获取机器名称和进程编号，这些都是一次性的工作。
类 ObjectIdFactory 的代码实现
public class ObjectIdFactory
{
private int increment;
private readonly byte[] pidHex;
private readonly byte[] machineHash;
private readonly UTF8Encoding utf8 = new UTF8Encoding(false);
<em>本文来源[email protected]搞@^&代*@码)网5</em>private readonly DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
public ObjectIdFactory()
{
MD5 md5 = MD5.Create();
machineHash = md5.ComputeHash(utf8.GetBytes(Dns.GetHostName()));
pidHex = BitConverter.GetBytes(Process.GetCurrentProcess().Id);
Array.Reverse(pidHex);
}
/// <summary>
/// 产生一个新的 24 位唯一编号
/// </summary>
/// <returns></returns>
public ObjectId NewId()
{
int copyIdx = 0;
byte[] hex = new byte[12];
byte[] time = BitConverter.GetBytes(GetTimestamp());
Array.Reverse(time);
Array.Copy(time, 0, hex, copyIdx, 4);
copyIdx += 4;
Array.Copy(machineHash, 0, hex, copyIdx, 3);
copyIdx += 3;
Array.Copy(pidHex, 2, hex, copyIdx, 2);
copyIdx += 2;
byte[] inc = BitConverter.GetBytes(GetIncrement());
Array.Reverse(inc);
Array.Copy(inc, 1, hex, copyIdx, 3);
return new ObjectId(hex);
}
private int GetIncrement() => System.Threading.Interlocked.Increment(ref increment);
private int GetTimestamp() => Convert.ToInt32(Math.Floor((DateTime.UtcNow - unixEpoch).TotalSeconds));
}
转载请注明原文链接：.NET Core中反解ObjectId
