UUID生成规则详解

UUID（通用唯一识别码）是一种被广泛使用的标识符，用来识别信息系统中的实体。UUID是由一组32位的数字和字母组成，共36个字符，有着极其低的重复概率，被广泛应用于数据库主键、文件名、消息队列、分布式系统等方面。接下来，我们将从多个方面对UUID的生成规则进行详细的阐述：

一、基本结构

UUID的基本结构是32个十六进制字符，通过四个“-”符号进行分割，分成五段。

xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

其中每个“x”代表一个十六进制字符，M、N分别代表两个十六进制字符。M中的高四位固定为“4”，表示版本号。N中的高四位则有所不同，代表不同的变体。目前常用的是5种变体，分别是

1：基于时间的UUID
2：基于DCE安全的UUID
3：基于名称的UUID（MD5）
4：随机生成的UUID
5：基于名称的UUID（SHA-1）

二、基于时间的UUID的生成规则

基于时间的UUID将时间作为其生成的依据，因此保证了UUID的唯一性。其中的时间是指从格林威治时间（GMT）1970年1月1日00:00:00至今的毫秒数。这种UUID的生成规则如下：

1. 随机生成一个48位的数，将其作为时间的低48位。
2. 将当前时间转换成GMT时间，并减去1970年1月1日00:00:00的毫秒数，将得到一个64位的数，该数的高16位和低32位分别组成时间的高16位和中间32位。
3. 将版本号设为“0100”（表示版本4），并将变体设置为“10”（表示基于时间的UUID）。

三、基于DCE安全的UUID的生成规则

DCE（分布式计算环境）是一个基于RPC（远程过程调用）的分布式计算框架，DCE安全的UUID是在DCE环境下生成的UUID。DCE安全的UUID生成规则如下：

1. 获取网卡MAC地址。
2. 获取当前时间，转换成100纳秒为单位的数值。
3. 取得时间的高32位和低32位，从低到高每个16位分别设置版本号、时间戳、MAC地址的标志位。
4. 将变体设置为“10”（表示基于DCE安全的UUID）。

四、基于名称的UUID（MD5）的生成规则

基于名称的UUID是根据一个命名空间和名称生成的，其中命名空间可以是URI、URL、OID等等，名称可以是一个字符串、一个URL等等。MD5是一种哈希函数，其生成结果是一个128位的二进制数，通过十六进制表示则为32个字符。基于名称的UUID（MD5）生成规则如下：

1. 根据命名空间和名称生成32位的字符串。
2. 对该字符串进行MD5哈希，得到一个128位的二进制数。
3. 将该数转换为32个字符的十六进制字符串，将其中的某些字符替换为“-”符号以符合UUID的格式。
4. 将版本号设为“0101”（表示版本5），并将变体设置为“10”（表示基于名称的UUID）。

五、随机生成的UUID的生成规则

随机生成的UUID的生成规则如下：

1. 随机生成一个128位的二进制数。
2. 将该数转换为32个字符的十六进制字符串，将其中的某些字符替换为“-”符号以符合UUID的格式。
3. 将版本号设为“0100”（表示版本4），并将变体设置为“11”（表示随机生成的UUID）。

完整的Java代码示例

import java.util.UUID;

public class TestUUID {

    public static void main(String[] args) {

        // 基于时间的UUID
        UUID uuid1 = UUID.randomUUID();
        System.out.println(uuid1);

        // 基于DCE安全的UUID
        UUID uuid2 = UUID.nameUUIDFromBytes("test".getBytes());
        System.out.println(uuid2);

        // 基于名称的UUID（MD5）
        UUID uuid3 = UUID.nameUUIDFromBytes("test".getBytes());
        System.out.println(uuid3);

        // 随机生成的UUID
        UUID uuid4 = UUID.randomUUID();
        System.out.println(uuid4);

    }

}

结语

以上就是UUID生成规则的详细阐述，从基本结构到各种变体的生成规则，希望对大家有所帮助。在实际应用中，我们可以根据不同的需求选择不同的变体来生成UUID。

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