這篇文章主要講解了“.NET Core中如何反解ObjectId”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“.NET Core中如何反解ObjectId”吧！
前言
在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，我們通常需要給業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表分配主鍵，很多時(shí)候，為了省事，我都是直接使用 GUID/UUID 的方式，但是在 MonggoDB 中，其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了 ObjectId（以下統(tǒng)稱為Oid）。并且在.NETCore 的驅(qū)動(dòng)中給出了源代碼的實(shí)現(xiàn)。
經(jīng)過仔細(xì)研讀官方的源碼后發(fā)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)原理非常的簡(jiǎn)單易學(xué)，在新的版本中，閹割了 UnPack 函數(shù)，可能是官方覺得解包是沒什么太多的使用場(chǎng)景的，但是我們認(rèn)為，對(duì)于數(shù)據(jù)溯源來說，解包的操作實(shí)在是非常有必要，特別是在目前的微服務(wù)大流行的背景下。
為此，在參考官方代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行了部分改進(jìn)，增加了一下自己的需求。本示例代碼增加了解包的操作、對(duì) string 的隱式轉(zhuǎn)換、提供讀取解包后數(shù)據(jù)的公開屬性。
ObjectId 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
首先，我們來看 Oid 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
從上圖可以看出，Oid 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)部分組成，分別是：Unix時(shí)間戳、機(jī)器名稱、進(jìn)程編號(hào)、自增編號(hào)。Oid 實(shí)際上是總長(zhǎng)度為12個(gè)字節(jié)24的字符串，易記口訣為：4323，時(shí)間4字節(jié)，機(jī)器名3字節(jié)，進(jìn)程編號(hào)2字節(jié)，自增編號(hào)3字節(jié)。
1、Unix時(shí)間戳：Unix時(shí)間戳以秒為記錄單位，即從1970/1/1 00:00:00 開始到當(dāng)前時(shí)間的總秒數(shù)。
2、機(jī)器名稱：記錄當(dāng)前生產(chǎn)Oid的設(shè)備號(hào)
3、進(jìn)程編號(hào)：當(dāng)前運(yùn)行Oid程序的編號(hào)
4、自增編號(hào)：在當(dāng)前秒內(nèi)，每次調(diào)用都將自動(dòng)增長(zhǎng)（已實(shí)現(xiàn)線程安全）
根據(jù)算法可知，當(dāng)前一秒內(nèi)產(chǎn)生的較大 id 數(shù)量為 2^24=16777216 條記錄，所以無需過多擔(dān)心 id 碰撞的問題。
實(shí)現(xiàn)思路
先來看一下代碼實(shí)現(xiàn)后的類結(jié)構(gòu)圖。
通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，類圖主要由兩部分組成，ObjectId/ObjectIdFactory，在類 ObjectId 中，主要實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、解包、計(jì)算、轉(zhuǎn)換、公開數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等操作，而 ObjectIdFactory 只有一個(gè)功能，就是生產(chǎn) Oid。
所以，我們知道，類 ObjectId 中的 NewId 實(shí)際是調(diào)用了 ObjectIdFactory 的 NewId 方法。
為了生產(chǎn)效率的問題，在 ObjectId 中聲明了靜態(tài)的 ObjectIdFactory 對(duì)象，有一些初始化的工作需要在程序啟動(dòng)的時(shí)候在 ObjectIdFactory 的構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部完成，比如獲取機(jī)器名稱和進(jìn)程編號(hào)，這些都是一次性的工作。
類 ObjectIdFactory 的代碼實(shí)現(xiàn)
重慶分公司
重慶分公司
public class ObjectIdFactory
{
private int increment;
private readonly byte[] pidHex;
private readonly byte[] machineHash;
private readonly UTF8Encoding utf8 = new UTF8Encoding(false);
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);
}
///
/// 產(chǎn)生一個(gè)新的 24 位編號(hào)
///
/// ObjectIdFactory 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)非常的簡(jiǎn)單，但是也是整個(gè) Oid 程序的核心，在構(gòu)造函數(shù)中獲取機(jī)器名稱和進(jìn)程編號(hào)以備后續(xù)生產(chǎn)使用，在核心方法 NewId 中，依次將 Timestamp、machineHash、pidHex、increment 寫入數(shù)組中，最后調(diào)用 new ObjectId(hex) 返回生產(chǎn)好的 Oid。
類 ObjectId 的代碼實(shí)現(xiàn)
類 ObjectId 的代碼實(shí)現(xiàn)
public class ObjectId
{
private readonly static ObjectIdFactory factory = new ObjectIdFactory();
public ObjectId(byte[] hexData)
{
this.Hex = hexData;
ReverseHex();
}
public override string ToString()
{
if (Hex == null)
Hex = new byte[12];
StringBuilder hexText = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < this.Hex.Length; i++)
{
hexText.Append(this.Hex[i].ToString("x2"));
}
return hexText.ToString();
}
public override int GetHashCode() => ToString().GetHashCode();
public ObjectId(string value)
{
if (string.IsNullOrEmpty(value)) throw new ArgumentNullException("value");
if (value.Length != 24) throw new ArgumentOutOfRangeException("value should be 24 characters");
Hex = new byte[12];
for (int i = 0; i < value.Length; i += 2)
{
try
{
Hex[i / 2] = Convert.ToByte(value.Substring(i, 2), 16);
}
catch
{
Hex[i / 2] = 0;
}
}
ReverseHex();
}
private void ReverseHex()
{
int copyIdx = 0;
byte[] time = new byte[4];
Array.Copy(Hex, copyIdx, time, 0, 4);
Array.Reverse(time);
this.Timestamp = BitConverter.ToInt32(time, 0);
copyIdx += 4;
byte[] mid = new byte[4];
Array.Copy(Hex, copyIdx, mid, 0, 3);
this.Machine = BitConverter.ToInt32(mid, 0);
copyIdx += 3;
byte[] pids = new byte[4];
Array.Copy(Hex, copyIdx, pids, 0, 2);
Array.Reverse(pids);
this.ProcessId = BitConverter.ToInt32(pids, 0);
copyIdx += 2;
byte[] inc = new byte[4];
Array.Copy(Hex, copyIdx, inc, 0, 3);
Array.Reverse(inc);
this.Increment = BitConverter.ToInt32(inc, 0);
}
public static ObjectId NewId() => factory.NewId();
public int CompareTo(ObjectId other)
{
if (other is null)
return 1;
for (int i = 0; i < Hex.Length; i++)
{
if (Hex[i] < other.Hex[i])
return -1;
else if (Hex[i] > other.Hex[i])
return 1;
}
return 0;
}
public bool Equals(ObjectId other) => CompareTo(other) == 0;
public static bool operator <(ObjectId a, ObjectId b) => a.CompareTo(b) < 0;
public static bool operator <=(ObjectId a, ObjectId b) => a.CompareTo(b) <= 0;
public static bool operator ==(ObjectId a, ObjectId b) => a.Equals(b);
public override bool Equals(object obj) => base.Equals(obj);
public static bool operator !=(ObjectId a, ObjectId b) => !(a == b);
public static bool operator >=(ObjectId a, ObjectId b) => a.CompareTo(b) >= 0;
public static bool operator >(ObjectId a, ObjectId b) => a.CompareTo(b) > 0;
public static implicit operator string(ObjectId objectId) => objectId.ToString();
public static implicit operator ObjectId(string objectId) => new ObjectId(objectId);
public static ObjectId Empty { get { return new ObjectId("000000000000000000000000"); } }
public byte[] Hex { get; private set; }
public int Timestamp { get; private set; }
public int Machine { get; private set; }
public int ProcessId { get; private set; }
public int Increment { get; private set; }
}ObjectId 的代碼量看起來稍微多一些，但是實(shí)際上，核心的實(shí)現(xiàn)方法就只有 ReverseHex() 方法，該方法在內(nèi)部反向了 ObjectIdFactory.NewId() 的過程，使得調(diào)用者可以通過調(diào)用 ObjectId.Timestamp 等公開屬性反向追溯 Oid 的生產(chǎn)過程。
其它的對(duì)象比較、到 string/ObjectId 的隱式轉(zhuǎn)換，則是一些語法糖式的工作，都是為了提高編碼效率的。
需要注意的是，在類 ObjectId 的內(nèi)部，創(chuàng)建了靜態(tài)對(duì)象 ObjectIdFactory，我們還記得在 ObjectIdFactory 的構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部的初始化工作，這里創(chuàng)建的靜態(tài)對(duì)象，也是為了提高生產(chǎn)效率的設(shè)計(jì)。
調(diào)用示例
在完成了代碼改造后，我們就可以對(duì)改造后的代碼進(jìn)行調(diào)用測(cè)試，以驗(yàn)證程序的正確性。
NewId
我們嘗試生產(chǎn)一組 Oid 看看效果。
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
var oid = ObjectId.NewId();
Console.WriteLine(oid);
}輸出
通過上圖可以看到，輸出的這部分 Oid 都是有序的，這應(yīng)該也可以成為替換 GUID/UUID 的一個(gè)理由。
生產(chǎn)/解包
var sourceId = ObjectId.NewId(); var reverseId = new ObjectId(sourceId);
通過解包可以看出，上圖兩個(gè)紅框內(nèi)的值是一致的，解包成功！
隱式轉(zhuǎn)換
var sourceId = ObjectId.NewId(); // 轉(zhuǎn)換為 string var stringId = sourceId; string userId= ObjectId.NewId(); // 轉(zhuǎn)換為 ObjectId ObjectId id = stringId;
隱式轉(zhuǎn)換可以提高編碼效率喲！
結(jié)束語
通過上面的代碼實(shí)現(xiàn)，融入了一些自己的需求?，F(xiàn)在，可以通過解包來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的追蹤和日志的排查，在某些場(chǎng)景下，是非常有幫助的，增加的隱式轉(zhuǎn)換語法糖，也可以讓編碼效率得到提高；同時(shí)將代碼優(yōu)化到 .NETCore 3.1，也使用了一些 C# 的語法糖。
感謝各位的閱讀，以上就是“.NET Core中如何反解ObjectId”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì).NET Core中如何反解ObjectId這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站建設(shè)公司，，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！
