你需要知道的一切关于UUID的信息

一个通用唯一识别码（UUID，Universally Unique Identifier 的缩写） 是一种用于计算机系统中唯一标识信息的128位标签。UUIDs设计为在时间和空间上都是独一无二的，可以独立生成，无需依赖中央权威机构，从而大大减少了重复的风险。

UUIDs 用于多种用途，包括：

• 在数据库中识别记录。
• 在分布式系统中给对象打标签。
• 在需要唯一性的应用程序中作为主键。

• 数据库：在关系数据库中，UUID被用作主键，以确保记录的唯一标识。
• 微服务：通过为请求和资源提供唯一标识来促进服务间的通信。
• 物联网设备：在网络中唯一标识物联网设备，确保来自不同源头的数据能够顺利聚合。

优点：

• 具有全局唯一性：UUID几乎不会发生冲突，适用于多个节点独立生成标识符的分布式系统。
• 不需要中央权威机构：它们可以在无需协调的情况下生成，简化了分布式环境中的操作。
• 可扩展性：它们在需要跨越多个服务器或服务扩展的系统中表现良好。

缺点：

• 存储大小：与传统的整数ID（通常为32位）相比，UUID占用更多的存储空间（128位），这可能导致存储成本增加。
• 性能问题：由于UUID的随机性和大小，索引UUID可能会降低数据库性能，导致查询时间比顺序ID慢。
• 用户不友好：在用户界面中显示时，UUID不易记忆且不够用户友好。

UUID的标准表示形式由32个十六进制字符构成，分为五组，每组之间用短横线隔开，格式为8-4-4-4-12，总共包括36个字符（32个字母数字字符和4个短横线）。

UUID通常如下所示：

xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

全屏，退出

如下:

• M 指的是 UUID 版本号。
• N 指的是变种，帮助理解 UUID 的结构。

UUID (UUID的组成部分)

1. TimeLow（时间低位） ：4字节（8个十六进制字符），表示时间戳的低位字段。
2. TimeMid（时间中位） ：2字节（4个十六进制字符），表示时间戳的中间字段。
3. TimeHighAndVersion（时间高位和版本） ：2字节（4个十六进制字符），包括版本号和时间戳的高位字段。
4. ClockSequence（时钟序列） ：2字节（4个十六进制字符），用于帮助避免碰撞，特别是在快速生成多个UUID时，或者当系统时钟调整时。
5. Node（节点） ：6字节（12个十六进制字符），通常表示生成节点的MAC地址（如网络接口卡的地址）。

UUID的种类

1. 版本 1：使用时间戳和生成节点的 MAC 地址生成的 UUID。这个版本确保在时间和空间上的唯一性。

2. 版本 2：与版本 1 类似，但包含本地域名标识符；不过，但由于它的限制，它用得较少。

3. 版本 3：通过命名空间标识符和名称的 MD5 哈希生成的基于名称的 UUIDs，如下所示。

4. 版本 4：这种 UUID 是随机生成的，具有高随机性和唯一性，其中仅少量位用于版本信息。

5. 版本 5 ：类似于版本 3，但是使用 SHA-1 哈希算法进行哈希计算，因此比版本 3 更加安全。

不同的版本

UUID中的变体决定了其布局和含义。常见的几种变体有：比如说，

• Variant 0 : 用于NCS向后兼容的保留。
• Variant 1 : 最常用的标准布局，用于大多数UUID。
• Variant 2 : 用于较少见的DCE安全UUID的布局。
• Variant 3 : 保留用于将来的定义。

例子

在版本 4中，一个 UUID 可能看起来像下面这样：

550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000

全屏模式 退出全屏

HERE:

这里：

• 41d4 表示它是版本 4。
• a7 代表变体，这里指的是常见的 "Leach-Salz" 变体。

UUIDs如何生成

1. 第一版（时间版）：

• 时间戳通常是从1582年10月15日（格里高利历改革日期）开始计算的，以100纳秒为单位的间隔数。
• 节点是指生成UUID的机器的MAC地址。

• 时钟序列有助于在时间变化（比如系统重启）时确保唯一性。

  1. 版本3和版本5（基于名称） ：
• 命名空间（比如DNS域）会被结合到名称（比如文件路径或URL）上，并进行哈希处理。

• 然后，根据版本的不同，哈希值（版本3使用MD5，版本5使用SHA-1）会被转换为UUID格式，确保版本和变体被正确设置。

  1. 版本4（随机生成） ：
• UUID的122位则由随机或伪随机数生成。
• 版本和变体字段会根据UUID标准进行设置，确保符合标准。

UUIDv4 示例

步骤 1 为：生成 128 个随机位

我们假设生成如下的128位的随机数。

11001100110101101101010101111010101110110110111001011101010110110101111011010011011110100100101111001011

步骤二 ：应用 UUIDv4

1. 版本：将位12到15（第4个字符）改为0100（用于UUID版本4）。
   原来的1100变为0100，变为0100。

2. 变体：将第9个字节的第6和第7位替换为10（用于RFC 4122变体规范）。
   原始值为11，现在变为了10 → 该位置的值现在更新为。

第三步 ：转换成十六进制

把128位的二进制数转换成五个十六进制组：

1. 32位组：11001100110101101101010101111010 → ccda55ba
2. 16位组：1011101101101110 → b76e
3. 16位组：0100010101000101 → 4545（版本4的0100）
4. 16位组：1010110111110010 → adf2（变体10）
5. 48位组：11010011011110100100101111001011 → d39d25cb

第四步：合并这些组

最终的UUID是这样的：
ccda55ba-b76e-4545-adf2-d39d25cb