UUID
UUID(Universally Unique Identifier),通用唯一标识码,UUID是让分布式系统中所有元素都能唯一的识别信息,这样,每个人都可以创建不与其他人冲突的UUID,就不需要考虑数据库创建时的名称重复问题。
定义
UUID是由一组32位数的16进制数字所构成,故UUID理论上总数是16^32个。
格式
UUID的十六个八位字节被表示为32个十六进制数字,以连字号分隔的五组来显示,形式为8-4-4-4-12,总共36个字符。xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx,其中M的四位表示UUID版本,当前规范有五个版本,M可选值为1,2,3,4,5;数字N的一至四个最高有效位表示UUID变体(variant),有固定的两位10xx,因此可能取值8,9,a,b。
版本
UUID版本通过M表示,当前规范有5个版本,M可选值为1,2,3,4,5。这五个版本使用不同的算法,利用不同的信息来产生UUID,各版本有各自优势,适用于不同的情景。具体使用的信息:
version 1, date-time & MAC address
version 2, date-time & group/user id
version 3, MD5 hash & namespace
version 4, pseudo-random number
version 5, SHA-1 hash & namespace
使用较多的是版本1和版本4,其中版本1使用当前时间戳和MAC地址信息。版本4使用(伪)随机数信息,128bit中,除去版本确定的4bit和variant确定的2bit,其他122bit全部由(伪)随机数信息确定。
因为时间戳和随机数的唯一性,版本1和版本4总是生成唯一的标识符。若希望对给定的一个字符串总是能生成相同的UUID,使用版本3或版本5。
java实现
java中UUID对版本4进行了实现,原理是由强伪随机数生成器生成伪随机数
/**
* 使用静态工厂来获取版本4(伪随机数生成器)的 UUID
* Static factory to retrieve a type 4 (pseudo randomly generated) UUID.
* 这个UUID生成使用了强加密的伪随机数生成器(PRNG)
* The {@code UUID} is generated using a cryptographically strong pseudo
* random number generator.
*
* @return A randomly generated {@code UUID}
*/
public static UUID randomUUID() {
// 与Random(弱伪随机数生成器)不一样,SecureRandom是强伪随机数生成器,结果不可预测
// 使用SecureRandom生成随机数,替换version和variant就是 UUID
SecureRandom ng = Holder.numberGenerator;
byte[] randomBytes = new byte[16];
ng.nextBytes(randomBytes);
randomBytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
randomBytes[6] |= 0x40; /* set to version 4 */
randomBytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
randomBytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(randomBytes);
}
/**
* 对版本3的实现,对于给定的字符串(name)总能生成相同的UUID
* Static factory to retrieve a type 3 (name based) {@code UUID} based on
* the specified byte array.
*
* @param name
* A byte array to be used to construct a {@code UUID}
*
* @return A {@code UUID} generated from the specified array
*/
public static UUID nameUUIDFromBytes(byte[] name) {
MessageDigest md;
try {
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
} catch (NoSuchAlgorithmException nsae) {
throw new InternalError("MD5 not supported", nsae);
}
byte[] md5Bytes = md.digest(name);
md5Bytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
md5Bytes[6] |= 0x30; /* set to version 3 */
md5Bytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
md5Bytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(md5Bytes);
}生成UUID
// Java语言实现
import java.util.UUID;
public class UUIDProvider{
public static String getUUID(){
return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}
public static void main(String[] args) {
// 利用伪随机数生成版本为4,变体为9的UUID
System.out.println(UUID.randomUUID());
// 对于相同的命名空间总是生成相同的UUID,版本为3,变体为9
// 命名空间为"mwq"时生成的UUID总是为06523e4a-9a66-3687-9334-e41dab27cef4
System.out.println(UUID.nameUUIDFromBytes("mwq".getBytes()));
}
}