如何用 Python 生成 UUID

在本教程中，我們將討論如何使用 uuid 模塊在 Python 中生成 UUID。在進入這個話題之前，讓我們先了解一下 UUID 的基本概念。

介紹

UUID 是通用唯一標識符的縮寫名稱，也稱為 GUID，即全球唯一標識符。它是一個 128 位長的標識號，用於唯一定義文檔、用戶、資源或信息。UUIDs 有多種版本；我們將在接下來的章節中討論它們。

UUID 用於定義跨空間和時間的唯一標識符。空間和時間意味着，一旦按照標準生成 UUID，標識符就不能與現有資源重複。
當需要獨特性時，UUID 是最合適的選擇。
它在密碼學和哈希應用中起着至關重要的作用。

什麼時候用 UUID

UUID 模塊可用於以下場景。

在網絡應用中-

UUID 通過生成唯一的會話 ID 來幫助我們管理狀態。
通常，我們使用自動增量值來生成用戶 id。這是一個相當簡單的方法，很容易猜測。然而，UUIDs 很難猜測，因為它們不是連續創建的。

在數據庫系統中

它在數據庫中提供了顯著的優勢，因為 UUID 與環境無關。這意味着我們可以使用任何應用在任何機器上創建 UUID。
大多數應用依賴數據庫服務器來生成唯一或主鍵。UUID 是一個很好的選擇，可以生成一個獨特的數據庫密鑰，幫助我們改變數據庫中的密鑰生成方法。
UUID 是一個實值，而不是像 SQL 表中的數字那樣的偽值。

Python uuid 模塊

Python uuid 模塊是按照 RFC 4122 標準和互聯網協會的版權來實現的。藉助 Python UUID 模塊，我們可以生成各種類型的 UUID，例如 1、3、4 和 5 版本的 uuid。Python 模塊支持以下版本的 UUID。

UUID1 – 它使用 MAC 地址和當前時間分量生成唯一號碼。
UUID4 – 它使用偽隨機數發生器生成 UUID，出於安全目的，這類 uuid 很好使用。
UUID3 和 UUID5 – 它使用加密哈希和應用提供的文本字符串來生成 UUID。

使用 Python UUID 模塊生成 UUID

讓我們使用 Python uuid 模塊生成不同版本的 uuid。

使用 uuid1() – 要生成 uuid，必須先導入 uuid 模塊，然後調用 uuid1()方法。讓我們理解下面的例子。

示例- 1


import uuid
# Printing random id using uuid1()
print ("The random generated uuid is : ", uuid.uuid1())

輸出:

The random id using uuid1() is :  ab2d0fc0-7224-11ec-8ef2-b658b885fb3

UUID 的結構

我們可以看到，在上面的 UUID 中有五個分量，每個分量都有相同的長度。UUID 的結構是「8-4-4-4-12」的格式。

UUID 字符串表示如下-


UUID = time_low "-" time_mid "-"time_high_and_version " "clock_seq_and_reserved_And_clock_seq_low"-" Node.

讓我們分解一下上面的 UUIDs 字段

time_low – 是 id 的前 32 位。
time_mid – 是 id 的下一個 16 位。
time_high_and_version – 是 id 的下一個 16 位。
clock_seq_hi_variant : 是 id 的下一個 8 位。
clock_seq_low : 是 id 的下一個 8 位。
節點:是 id 的最後 48 位。
時間:是 id 的時間成分字段。
clock_seq : 是一個 14 位的序列號。

讓我們了解另一個以各種格式(如位元組、整數和十六進制)生成 UUID 的例子。

示例- 2:


import uuid

id = uuid.uuid1()

# Representations of uuid1()
print ("The byte Representations of uuid1() are : ")
print (repr(id.bytes))

print ("Integer Value Representation: ",end="")
print(id.int)

print ("hex Value Representation : ",end="")
print (id.hex)

print("\n")

# The components of uuid1()
print ("The components of uuid1() are : ")
print ("Version  : ",end="")
print (id.version)

print ("Variant : ",end="")
print (id.variant)

print("\n")

# Fields of uuid1()
print ("The Fields of uuid1() are : ")
print ("Fields  : ",end="")
print (id.fields)
print('UUID.fields  :', id.fields)
print("Prining each field seperately")
print('UUID.time_low            : ', id.time_low)
print('UUID.time_mid            : ', id.time_mid)
print('UUID.time_hi_version     : ', id.time_hi_version)
print('UUID.clock_seq_hi_variant: ', id.clock_seq_hi_variant)
print('UUID.clock_seq_low       : ', id.clock_seq_low)
print('UUID.node                : ', id.node)
print('UUID.time                : ', id.time)
print('UUID.clock_seq           : ', id.clock_seq)
print('UUID.SafeUUID           : ', id.is_safe)
print("\n")
# The time Component of uuid1()
print ("The time Component of uuid1() is : ")
print ("Time component  : ",end="")
print (id.node)

輸出:

The byte Representations of uuid1() are : 
b'\xb9\xea\xb88s\x0e\x11\xec\xbfv\x86\xa0;\xe4`\x12'
int Representation : 247125913120858544596828814248071421970
hex Representation : b9eab838730e11ecbf7686a03be46012
The Components of uuid1() are : 
Version  : 1
Variant : specified in RFC 4122
The Fields of uuid1() are : 
Fields  : (3119167544, 29454, 4588, 191, 118, 148022757711890)
The time Component of uuid1() is : 
Time component  : 148022757711890
UUID.time_mid            :  29460
UUID.time_hi_version     :  4588
UUID.clock_seq_hi_variant:  186
UUID.clock_seq_low       :  100
UUID.node                :  90979746151630
UUID.time                :  138612218401246920
UUID.clock_seq           :  14948
UUID.SafeUUID           :  SafeUUID.unsafe

uuid 1 的缺點

UUID1 與計算機的媒體訪問控制地址相關聯，因此可能對隱私構成威脅。然而，它提供了完全的獨特性。

方法二:使用 uuid4()

該方法在保證隱私安全的情況下生成隨機數。讓我們理解下面的例子。

示例-


import uuid
id = uuid.uuid4()

# Id generated using uuid4()
print ("The id generated using uuid4() : ",end="")
print (id)

輸出:

The id generated using uuid4() : 53967be6-71e9-4ee9-9912-60d02d2d9b0a

uuid1 與 uuid4

uuid1() 保證不會產生任何碰撞。我們可以通過在不到 100 秒的時間內創建超過 16384 個 uuid1 來創建 uuid 的副本。它不能保證隱私安全。如果您不想看到機器的 MAC 地址，不建議使用 uuid1() 。

uuid4()方法通過使用加密生成的安全數字生成器生成隨機 uuid。它生成更安全的 UUIDs。當 UUIDs 需要在不同的機器上生成時，建議使用。

UUID 3 號和 UUID 5 號創造了一個以名字為基礎的 UUID

基於名稱的 UUID 意味着我們可以使用版本 3 或 5 的 UUID 生成 uuid。

我們可以使用名稱和名稱空間來創建一系列唯一的 UUIDs。版本 3 和 5 是用名稱哈希命名空間標識符。

uuid3() 方法基於名稱空間標識符和字符串的 MD5 哈希生成一個 uuid。另一方面，uuid5()方法基於命名空間標識符的 SHA-1 哈希技術生成 uuid。

下面是由 uuid3()或 uuid5()定義的命名空間標識符。

NAMESPACE_DNS – 代表傳統域名。例如，https://javatpoint.com。
NAMESPACE_URL – 它代表一個 URL。
NAMESPACE_OID – 這個命名空間是由字符串 ISO OID 指定的。
NAMESPACE_X500 – 當指定此名稱空間時，名稱字符串是 DER 格式的 X.500 DN 或文本輸出格式。

讓我們理解下面的例子，使用不同的主機名和名稱空間生成 UUID3 和 UUID5。

示例-


import uuid

host_names = ['javatpoint.com', 'tutorialandexample.com']

for host in host_names:
    print('Generate uuid 3 version using name as',host,' and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS')
    print(uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, host))
    print('Generate uuid 5 version using name as', host, ' and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS'),
    print(uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, host))
    print()

輸出:

Generate uuid 3 version using name as javatpoint.com  and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
98bbe92a-b38f-3289-a4b4-80ec1cfdf8cb
Generate uuid 5 version using name as javatpoint.com  and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
0fc2d4dd-7194-5200-8050-f0ca1dd04b3d
Generate uuid 3 version using name as tutorialandexample.com  and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
6f6fe445-1c4c-3874-854e-c79f617effe5
Generate uuid 5 version using name as tutorialandexample.com  and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
781c3cc9-4965-5fdc-9c40-89bb0ea8ec0d

示例- 2:使用不同的名稱空間生成 UUID 3 和 UUID 5


import uuid
name_spaces = [uuid.NAMESPACE_DNS, uuid.NAMESPACE_URL, uuid.NAMESPACE_OID, uuid.NAMESPACE_X500]
host_name = 'pynative.com'
print("Generate uuid using namespace")

for namespace in name_spaces:
    print('uuid 3 is', uuid.uuid3(namespace, host_name))
    print('uuid 5 is', uuid.uuid5(namespace, host_name))
    print()

輸出:

Generate uuid using namespace
uuid 3 is 6ddc8513-dc7b-3b37-b21b-a1ca9440fe14
uuid 5 is 8d6a1314-170a-559c-afe7-b68d1d7ee9ac

uuid 3 is 5dcfef3e-bcc9-38bc-b989-4a7516a05974
uuid 5 is 3a4a6c31-8d6a-5583-8497-d2ed90b1f13a

uuid 3 is 84d9730f-330f-3634-9542-4acfcdcd6c60
uuid 5 is 899f3d4b-6095-5ee6-9805-68e0c51dcb39

uuid 3 is b140fa3b-983a-3efe-85ef-92f07d5e09a0
uuid 5 is 73b723ef-5c5e-5eb4-8fcc-aabb5c4e7803

uuid3 和 uuid5 的行為

儘管相同的命名空間和相同的名稱是相似的，但是 UUIDs 是在不同的時間生成的。
同一個命名空間中的兩個不同的命名空間是不同的，它生成唯一的 Ids。

示例- 3


import uuid
print('Generate version 3 uuid using name as pynative.com and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS')
print(uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, "javatpoint.com"))

print('Generate version 3 uuid using name as pynative.com and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS')
print(uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, "javatpoint.com"))

輸出:

Generate version 3 uuid using name as pynative.com and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
98bbe92a-b38f-3289-a4b4-80ec1cfdf8cb
Generate version 3 uuid using name as pynative.com and namespace as uuid.NAMESPACE_DNS
98bbe92a-b38f-3289-a4b4-80ec1cfdf8cb

Python 中如何將字符串轉換為 UUID，將 UUID 轉換為字符串？

uuid.uuid1() 方法返回 uuid 類的實例。我們可以使用 str() 方法獲得 UUID 的字符串表示。相應的字符串格式可用於比較或操作。讓我們理解下面的例子。

示例-


import uuid
UUID1_VAL = uuid.uuid1()
print("The version 1 UUID is ", UUID1_VAL)
# convert a UUID to a string of hex digits in standard form
print("The version 1 UUID in String format", str(UUID1_VAL))
# Use replace() method to remove dashes from string
uuidString = str(UUID1).replace("-", "")
print("Version 1 UUID in String removing dashes", uuidString)

輸出:

The version 1 UUID is  cdca7930-7488-11ec-a0c4-4984d2946471
UUID of version 1 in String format cdca7930-7488-11ec-a0c4-4984d2946471
Version 1 UUID in String format cdca7930-7488-11ec-a0c4-4984d2946471
Version 1 UUID in String removing dashes cdca7930748811eca0c44984d2946471

現在，我們將從字符串創建 UUID。

有時，我們得到字符串形式的 UUID。對於某些應用，我們的應用需要在 UUID 類實例中轉換它。讓我們理解以下轉換字符串格式 UUID 的示例。

示例-


import uuid
import uuid
UUIDStrings = ["{c7c9de0a-d676-11e8-8d62-ccaf789d94a0}", "018c168c-d509-11e8-b096-ccaf789d94a0", "urn:uuid:e5e9394c-daed-498e-b9f3-69228b44fbfa"]
for string in UUIDStrings:
    # make a UUID from a string of hex digits (braces and hyphens ignored)
    myUUID = uuid.UUID(string)
    print("My UUID is", myUUID)
    print("My UUID time component is", myUUID.time)
    print()

輸出:

UUID is c7c9de0a-d676-11e8-8d62-ccaf789d94a0
Time component is 137595594281180682

UUID is 018c168c-d509-11e8-b096-ccaf789d94a0
Time component is 137594023292180108

UUID is e5e9394c-daed-498e-b9f3-69228b44fbfa
Time component is 688728508333635916

示例- 2:


import uuid
def display(message, l):
    print(message)
    for v in l:
        print(v)
    print()

string_uuids = [ 
    'urn:uuid:f2f84497-b3bf-493a-bba9-7c68e6def80b',
    '{417a5ebb-01f7-4ed5-aeac-3d56cd5037b0}',
    '2115773a-5bf1-11dd-ab48-001ec200d9e0',
    ]

display('string UUID', string_uuids)

uuids = [ uuid.UUID(s) for s in string_uuids ]
display('converted to uuids', uuids)

uuids.sort()
display('sorted value', uuids)

輸出:

string UUID
urn:uuid:f2f84497-b3bf-493a-bba9-7c68e6def80b
{417a5ebb-01f7-4ed5-aeac-3d56cd5037b0}
2115773a-5bf1-11dd-ab48-001ec200d9e0

converted to uuids
f2f84497-b3bf-493a-bba9-7c68e6def80b
417a5ebb-01f7-4ed5-aeac-3d56cd5037b0
2115773a-5bf1-11dd-ab48-001ec200d9e0

sorted value
2115773a-5bf1-11dd-ab48-001ec200d9e0
417a5ebb-01f7-4ed5-aeac-3d56cd5037b0
f2f84497-b3bf-493a-bba9-7c68e6def80b

生成可複製的 UUIDs

正如我們前面提到的，UUID 有各種屬性。我們可以使用同一個 UUID 的任何屬性。使用 uuid 模塊，我們可以隨時使用種子值生成相同的 uuid 。種子值也可以用來生成相同的 UUID。讓我們理解這兩個概念。

以下輸入可用於創建 UUID 實例。

線
位元組
位元組數(_ l)
菲爾茨
（同 Internationalorganizations）國際組織

使用以上任何一個值，都可以生成 UUID。讓我們看下面的例子，其中我們使用相同 UUID 的所有這些值。

示例-


import uuid

print("Generating UUID from int")
UUID_x = uuid.UUID(int=236357465324988601727440242910546465952)
print("UUID is", UUID_x)

print("UUID from URN")
UUID_x1 = uuid.UUID('urn:uuid:b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0')
print("UUID is", UUID_x1)

print("UUID from bytes")
UUID_x2 = uuid.UUID(bytes=b'\xb1\xd0\xca\xc0\xd5\r\x11\xe8\xb5{\xcc\xafx\x9d\x94\xa0')
print("UUID is", UUID_x2)

print("UUID from bytes_len")
UUID_x3 = uuid.UUID(bytes_le=b'\xc0\xca\xd0\xb1\r\xd5\xe8\x11\xb5{\xcc\xafx\x9d\x94\xa0')
print("UUID is", UUID_x3)

print("UUID from fields")
UUID_x4 = uuid.UUID(fields=(2983250624, 54541, 4584, 181, 123, 225054014936224))
print("UUID is", UUID_x4)

輸出:

Generating UUID from int
UUID is b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0
UUID from URN
UUID is b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0
UUID from bytes
UUID is b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0
UUID from bytes_len
UUID is b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0
UUID from fields
UUID is b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0

用種子繁殖 UUID

顧名思義，Faker 模塊為我們生成假數據。我們已經多次使用 faker 模塊生成相同的 UUID。讓我們理解下面的例子。

示例-


import uuid
from faker import Faker

fake_obj = Faker()
fake_obj.seed(8754)
print(faker_obj.uuid4())

fake_obj.seed(8754)
print(fake_obj.uuid4())

輸出:

b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0
b1d0cac0-d50d-11e8-b57b-ccaf789d94a0

結論

在本教程中，我們詳細討論了 uuid 模塊，並了解了如何生成各種 uuid。UUIDs 幫助我們定義應用/數據庫中的唯一性，還幫助定義文檔、主機、應用、客戶端和其他情況的標識符。

原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hk/n/287305.html