UUID

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UUID

什么是 UUID?

UUID 是 Universally Unique Identifier 的缩写,它是在一定的范围内(从特定的名字空间到全球)唯一的机器生成的标识符。UUID 具有以下涵义:

UUID(Universally Unique Identifier)的标准型式包含 32 个 16 进制数字,以连字号分为五段,形式为 8-4-4-4-12 的 36 个字符,示例:550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000,到目前为止业界一共有 5 种方式生成 UUID,详情见 IETF 发布的 UUID 规范 A Universally Unique IDentifier (UUID) URN Namespace。

经由一定的算法机器生成 为了保证 UUID 的唯一性,规范定义了包括网卡 MAC 地址、时间戳、名字空间(Namespace)、随机或伪随机数、时序等元素,以及从这些元素生成 UUID 的算法。UUID 的复杂特性在保证了其唯一性的同时,意味着只能由计算机生成。 非人工指定,非人工识别 UUID 是不能人工指定的,除非你冒着 UUID 重复的风险。UUID 的复杂性决定了“一般人“不能直接从一个 UUID 知道哪个对象和它关联。 在特定的范围内重复的可能性极小 UUID 的生成规范定义的算法主要目的就是要保证其唯一性。但这个唯一性是有限的,只在特定的范围内才能得到保证,这和 UUID 的类型有关(参见 UUID 的版本)。

UUID 是 16 字节 128 位长的数字,通常以 36 字节的字符串表示,示例如下:

3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301

其中的字母是 16 进制表示,大小写无关。

GUID(Globally Unique Identifier)是 UUID 的别名;但在实际应用中,GUID 通常是指微软实现的 UUID。

UUID 的版本

UUID 具有多个版本,每个版本的算法不同,应用范围也不同。

首先是一个特例--Nil UUID--通常我们不会用到它,它是由全为 0 的数字组成,如下:

00000000-0000-0000-0000-000000000000

UUID Version 1:基于时间的 UUID

基于时间的 UUID 通过计算当前时间戳、随机数和机器 MAC 地址得到。由于在算法中使用了 MAC 地址,这个版本的 UUID 可以保证在全球范围的唯一性。但与此同时,使用 MAC 地址会带来安全性问题,这就是这个版本 UUID 受到批评的地方。如果应用只是在局域网中使用,也可以使用退化的算法,以 IP 地址来代替 MAC 地址--Java 的 UUID 往往是这样实现的(当然也考虑了获取 MAC 的难度)。

UUID Version 2:DCE 安全的 UUID

DCE(Distributed Computing Environment)安全的 UUID 和基于时间的 UUID 算法相同,但会把时间戳的前 4 位置换为 POSIX 的 UID 或 GID。这个版本的 UUID 在实际中较少用到。

UUID Version 3:基于名字的 UUID(MD5)

基于名字的 UUID 通过计算名字和名字空间的 MD5 哈希值得到。这个版本的 UUID 保证了:相同名字空间中不同名字生成的 UUID 的唯一性;不同名字空间中的 UUID 的唯一性;相同名字空间中相同名字的 UUID 重复生成是相同的。

UUID Version 4:随机 UUID

根据随机数,或者伪随机数生成 UUID。这种 UUID 产生重复的概率是可以计算出来的,但随机的东西就像是买彩票:你指望它发财是不可能的,但狗屎运通常会在不经意中到来。

UUID Version 5:基于名字的 UUID(SHA1)

和版本 3 的 UUID 算法类似,只是哈希值计算使用 SHA1(Secure Hash Algorithm 1)算法。

UUID 的应用

从 UUID 的不同版本可以看出,Version 1/2 适合应用于分布式计算环境下,具有高度的唯一性;Version 3/5 适合于一定范围内名字唯一,且需要或可能会重复生成 UUID 的环境下;至于 Version 4,我个人的建议是最好不用(虽然它是最简单最方便的)。

通常我们建议使用 UUID 来标识对象或持久化数据,但以下情况最好不使用 UUID:

映射类型的对象。比如只有代码及名称的代码表。 人工维护的非系统生成对象。比如系统中的部分基础数据。 对于具有名称不可重复的自然特性的对象,最好使用 Version 3/5 的 UUID。比如系统中的用户。如果用户的 UUID 是 Version 1 的,如果你不小心删除了再重建用户,你会发现人还是那个人,用户已经不是那个用户了。(虽然标记为删除状态也是一种解决方案,但会带来实现上的复杂性。)

UUID 生成器

[a-fA-F0-9]{8}-[a-fA-F0-9]{4}-[a-fA-F0-9]{4}-[a-fA-F0-9]{4}-[a-fA-F0-9]{12}