深入解析UUID及其應(yīng)用-創(chuàng)新互聯(lián)

討論UUID的定義、分類、應(yīng)用及生成工具。
什么是UUID？
UUID是Universally Unique Identifier的縮寫，它是在一定的范圍內(nèi)（從特定的名字空間到全球）唯一的機(jī)器生成的標(biāo)識符。UUID具有以下涵義：
  • 經(jīng)由一定的算法機(jī)器生成
為了保證UUID的唯一性，規(guī)范定義了包括網(wǎng)卡MAC地址、時(shí)間戳、名字空間（Namespace）、隨機(jī)或偽隨機(jī)數(shù)、時(shí)序等元素，以及從這些元素生成UUID的算法。UUID的復(fù)雜特性在保證了其唯一性的同時(shí)，意味著只能由計(jì)算機(jī)生成。
  • 非人工指定，非人工識別
UUID是不能人工指定的，除非你冒著UUID重復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)。UUID的復(fù)雜性決定了“一般人“不能直接從一個(gè)UUID知道哪個(gè)對象和它關(guān)聯(lián)。
  • 在特定的范圍內(nèi)重復(fù)的可能性極小
UUID的生成規(guī)范定義的算法主要目的就是要保證其唯一性。但這個(gè)唯一性是有限的，只在特定的范圍內(nèi)才能得到保證，這和UUID的類型有關(guān)（參見UUID的版本）。
UUID是16字節(jié)128位長的數(shù)字，通常以36字節(jié)的字符串表示，示例如下：
3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301
其中的字母是16進(jìn)制表示，大小寫無關(guān)。
GUID（Globally Unique Identifier）是UUID的別名；但在實(shí)際應(yīng)用中，GUID通常是指微軟實(shí)現(xiàn)的UUID。
UUID的版本
UUID具有多個(gè)版本，每個(gè)版本的算法不同，應(yīng)用范圍也不同。
首先是一個(gè)特例－－Nil UUID－－通常我們不會用到它，它是由全為0的數(shù)字組成，如下：
00000000-0000-0000-0000-000000000000
UUID Version 1：基于時(shí)間的UUID
基于時(shí)間的UUID通過計(jì)算當(dāng)前時(shí)間戳、隨機(jī)數(shù)和機(jī)器MAC地址得到。由于在算法中使用了MAC地址，這個(gè)版本的UUID可以保證在全球范圍的唯一性。但與此同時(shí)，使用MAC地址會帶來安全性問題，這就是這個(gè)版本UUID受到批評的地方。如果應(yīng)用只是在局域網(wǎng)中使用，也可以使用退化的算法，以IP地址來代替MAC地址－－Java的UUID往往是這樣實(shí)現(xiàn)的（當(dāng)然也考慮了獲取MAC的難度）。
UUID Version 2：DCE安全的UUID
DCE（Distributed Computing Environment）安全的UUID和基于時(shí)間的UUID算法相同，但會把時(shí)間戳的前4位置換為POSIX的UID或GID。這個(gè)版本的UUID在實(shí)際中較少用到。
UUID Version 3：基于名字的UUID（MD5）
基于名字的UUID通過計(jì)算名字和名字空間的MD5散列值得到。這個(gè)版本的UUID保證了：相同名字空間中不同名字生成的UUID的唯一性；不同名字空間中的UUID的唯一性；相同名字空間中相同名字的UUID重復(fù)生成是相同的。
UUID Version 4：隨機(jī)UUID
根據(jù)隨機(jī)數(shù)，或者偽隨機(jī)數(shù)生成UUID。這種UUID產(chǎn)生重復(fù)的概率是可以計(jì)算出來的，但隨機(jī)的東西就像是買彩票：你指望它發(fā)財(cái)是不可能的，但狗屎運(yùn)通常會在不經(jīng)意中到來。
UUID Version 5：基于名字的UUID（SHA1）
和版本3的UUID算法類似，只是散列值計(jì)算使用SHA1（Secure Hash Algorithm 1）算法。
UUID的應(yīng)用
從UUID的不同版本可以看出，Version 1/2適合應(yīng)用于分布式計(jì)算環(huán)境下，具有高度的唯一性；Version 3/5適合于一定范圍內(nèi)名字唯一，且需要或可能會重復(fù)生成UUID的環(huán)境下；至于Version 4，我個(gè)人的建議是最好不用（雖然它是最簡單最方便的）。
通常我們建議使用UUID來標(biāo)識對象或持久化數(shù)據(jù)，但以下情況最好不使用UUID：
  • 映射類型的對象。比如只有代碼及名稱的代碼表。
  • 人工維護(hù)的非系統(tǒng)生成對象。比如系統(tǒng)中的部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
對于具有名稱不可重復(fù)的自然特性的對象，最好使用Version 3/5的UUID。比如系統(tǒng)中的用戶。如果用戶的UUID是Version 1的，如果你不小心刪除了再重建用戶，你會發(fā)現(xiàn)人還是那個(gè)人，用戶已經(jīng)不是那個(gè)用戶了。（雖然標(biāo)記為刪除狀態(tài)也是一種解決方案，但會帶來實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性。）
UUID生成器
我沒想著有人看完了這篇文章就去自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)UUID生成器，所以前面的內(nèi)容并不涉及算法的細(xì)節(jié)。下面是一些可用的Java UUID生成器：
  • Java UUID Generator (JUG)：開源UUID生成器，LGPL協(xié)議，支持MAC地址。
  • UUID：特殊的License，有源碼。
  • Java 5以上版本中自帶的UUID生成器：好像只能生成Version 3/4的UUID。
此外，Hibernate中也有一個(gè)UUID生成器，但是，生成的不是任何一個(gè)（規(guī)范）版本的UUID，強(qiáng)烈不建議使用。
延伸閱讀
UUID規(guī)范：rfc4122
DCE 1.1中的UUID

UUID, GUID

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