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UUID

UUID

UUID

UUID 是 通用唯一识别码(Universally Unique Identifier)的缩写,是一种软体建构的标準,亦为开放软体基金会组织在分散式计算环境领域的一部分。其目的,是让分散式系统中的所有元素,都能有唯一的辨识信息,而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此一来,每个人都可以创建不与其它人冲突的UUID。在这样的情况下,就不需考虑资料库创建时的名称重複问题。目前最广泛套用的UUID,是微软公司的全局唯一标识符(GUID),而其他重要的套用,则有Linux ext2/ext3档案系统、LUKS加密分区、GNOME、KDE、Mac OS X等等。另外我们也可以在e2fsprogs包中的UUID库找到实现。

基本介绍

  • 中文名:通用唯一识别码
  • 外文名:Universally Unique Identifier
  • 简称:UUID
  • 类别:识别码
  • 套用:分散式计算环境

作用

UUID 的目的是让分散式系统中的所有元素,都能有唯一的辨识资讯,而不需要透过中央控制端来做辨识资讯的指定。如此一来,每个人都可以建立不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下,就不需考虑资料库建立时的名称重複问题。目前最广泛套用的 UUID,即是微软的 Microsoft's Globally Unique Identifiers (GUIDs),而其他重要的套用,则有 Linux ext2/ext3 档案系统、LUKS 加密分割区、GNOME、KDE、Mac OS X 等等。

组成

UUID是指在一台机器上生成的数字,它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。通常平台会提供生成的API。按照开放软体基金会(OSF)制定的标準计算,用到了乙太网卡地址、纳秒级时间、晶片ID码和随机数。
UUID由以下几部分的组合:
(1)当前日期和时间,UUID的第一个部分与时间有关,如果你在生成一个UUID之后,过几秒又生成一个UUID,则第一个部分不同,其余相同。
(2)时钟序列。
(3)全局唯一的IEEE机器识别号,如果有网卡,从网卡MAC地址获得,没有网卡以其他方式获得。
UUID的唯一缺陷在于生成的结果串会比较长。关于UUID这个标準使用最普遍的是微软的GUID(Globals Unique Identifiers)。在ColdFusion中可以用CreateUUID()函式很简单地生成UUID,其格式为:xxxxxxxx-xxxx- xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16),其中每个 x 是 0-9 或 a-f 範围内的一个十六进制的数字。而标準的UUID格式为:xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12),可以从cflib 下载CreateGUID() UDF进行转换。

套用

使用UUID的好处在分散式的软体系统中(比如:DCE/RPC, COM+,CORBA)就能体现出来,它能保证每个节点所生成的标识都不会重複,并且随着WEB服务等整合技术的发展,UUID的优势将更加明显。根据使用的特定机制,UUID不仅需要保证是彼此不相同的,或者最少也是与公元3400年之前其他任何生成的通用唯一标识符有非常大的区别。UUID最少在3000+年内不会重複。
通用唯一标识符还可以用来指向大多数的可能的物体。微软和其他一些软体公司都倾向使用全球唯一标识符(GUID),这也是通用唯一标识符的一种类型,可用来指向组建对象模组对象和其他的软体组件。第一个通用唯一标识符是在网路计算机系统(NCS)中创建,并且随后成为开放软体基金会(OSF)的分散式计算环境(DCE)的组件。

定义

UUID是由一组32位数的16进制数字所构成,是故UUID理论上的总数为16^32=2^128,约等于3.4 x 10^38。也就是说若每纳秒产生1兆个UUID,要花100亿年才会将所有UUID用完。
UUID的标準型式包含32个16进制数字,以连字号分为五段,形式为8-4-4-4-12的32个字元。示例:
  • 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
UUID亦可刻意重複以表示同类。例如说微软的COM中,所有组件皆必须实现出IUnknown接口,方法是产生一个代表IUnknown的UUID。无论是程式试图访问组件中的IUnknown接口,或是实现IUnknown接口的组件,只要IUnknown一被使用,皆会被参考至同一个ID:00000000-0000-0000-C000-000000000046。

重複机率

随机产生的UUID(例如说由java.util.UUID类别产生的)的128个比特中,有122个比特是随机产生,4个比特在此版本('Randomly generated UUID')被使用,还有2个在其变体('Leach-Salz')中被使用。利用生日悖论,可计算出两笔UUID拥有相同值的机率约为:
以下是以x=2^122计算出n笔GUID后产生碰撞的机率:
n机率
68,719,476,736 = 2^36
0.0000000000000004 (4 x 10^-16)
2,199,023,255,552 = 2^41
0.0000000000004 (4 x 10^-13)
70,368,744,177,664 = 2^46
0.0000000004 (4 x 10^-10)
与被陨石击中的机率比较的话,已知一个人每年被陨石击中的机率估计为170亿分之1,也就是说机率大约是0.00000000006 (6 x 10^-11),等同于在一年内置立数十兆笔GUID并发生一次重複。换句话说,每秒产生10亿笔UUID,100年后只产生一次重複的机率是50%。如果地球上每个人都各有6亿笔GUID,发生一次重複的机率是50%。
产生重複GUID并造成错误的情况非常低,是故大可不必考虑此问题。
机率也与随机数产生器的质量有关。若要避免重複机率提高,必须要使用基于密码学上的假随机数产生器来生成值才行。

代码生成

Php
function uuid($prefix = ''){    $chars = md5(uniqid(mt_rand(), true));    $uuid  = substr($chars,0,8) . '-';    $uuid .= substr($chars,8,4) . '-';    $uuid .= substr($chars,12,4) . '-';    $uuid .= substr($chars,16,4) . '-';    $uuid .= substr($chars,20,12);    return $prefix . $uuid;}   //Example of using the function -//Using without prefix.echo uuid(); //Returns like ‘1225c695-cfb8-4ebb-aaaa-80da344e8352′ 
C#
using System;namespace Demo{    public class Test{        public static void Main(){            Guid guid=Guid.NewGuid();            Console.WriteLine(guid);        }    }}
C++//基于 boost
#include <boost/uuid/uuid.hpp>#include <boost/uuid/uuid_io.hpp>#include <boost/uuid/uuid_generators.hpp> boost::uuids::uuid zcq_uuid = boost::uuids::random_generator()(); // 这里是两个() ,因为这里是调用的 () 的运算符重载const string dqsj_uuid = boost::uuids::to_string(zcq_uuid);
Java
package com.mytest;import java.util.UUID;public class UTest {    public static void main(String[] args) {        UUID uuid = UUID.randomUUID();        System.out.println(uuid);    }}
Go
package mainimport("github.com/nu7hatch/gouuid"    "fmt")func main(){    fmt.Println(uuid.NewV4())}
python
#coding=utf-8import uuidname = 'test_name'namespace = 'test_namespace'print uuid.uuid1()print uuid.uuid3(namespace,name)print uuid.uuid4()print uuid.uuid5(namespace,name)

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