UUID生成規則詳解

UUID（通用唯一識別碼）是一種被廣泛使用的標識符，用來識別信息系統中的實體。UUID是由一組32位的數字和字母組成，共36個字元，有著極其低的重複概率，被廣泛應用於資料庫主鍵、文件名、消息隊列、分散式系統等方面。接下來，我們將從多個方面對UUID的生成規則進行詳細的闡述：

一、基本結構

UUID的基本結構是32個十六進位字元，通過四個「-」符號進行分割，分成五段。

xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

其中每個「x」代表一個十六進位字元，M、N分別代表兩個十六進位字元。M中的高四位固定為「4」，表示版本號。N中的高四位則有所不同，代表不同的變體。目前常用的是5種變體，分別是

• 1：基於時間的UUID
• 2：基於DCE安全的UUID
• 3：基於名稱的UUID（MD5）
• 4：隨機生成的UUID
• 5：基於名稱的UUID（SHA-1）

二、基於時間的UUID的生成規則

基於時間的UUID將時間作為其生成的依據，因此保證了UUID的唯一性。其中的時間是指從格林威治時間（GMT）1970年1月1日00:00:00至今的毫秒數。這種UUID的生成規則如下：

• 1. 隨機生成一個48位的數，將其作為時間的低48位。
• 2. 將當前時間轉換成GMT時間，並減去1970年1月1日00:00:00的毫秒數，將得到一個64位的數，該數的高16位和低32位分別組成時間的高16位和中間32位。
• 3. 將版本號設為「0100」（表示版本4），並將變體設置為「10」（表示基於時間的UUID）。

三、基於DCE安全的UUID的生成規則

DCE（分散式計算環境）是一個基於RPC（遠程過程調用）的分散式計算框架，DCE安全的UUID是在DCE環境下生成的UUID。DCE安全的UUID生成規則如下：

• 1. 獲取網卡MAC地址。
• 2. 獲取當前時間，轉換成100納秒為單位的數值。
• 3. 取得時間的高32位和低32位，從低到高每個16位分別設置版本號、時間戳、MAC地址的標誌位。
• 4. 將變體設置為「10」（表示基於DCE安全的UUID）。

四、基於名稱的UUID（MD5）的生成規則

基於名稱的UUID是根據一個命名空間和名稱生成的，其中命名空間可以是URI、URL、OID等等，名稱可以是一個字元串、一個URL等等。MD5是一種哈希函數，其生成結果是一個128位的二進位數，通過十六進位表示則為32個字元。基於名稱的UUID（MD5）生成規則如下：

• 1. 根據命名空間和名稱生成32位的字元串。
• 2. 對該字元串進行MD5哈希，得到一個128位的二進位數。
• 3. 將該數轉換為32個字元的十六進位字元串，將其中的某些字元替換為「-」符號以符合UUID的格式。
• 4. 將版本號設為「0101」（表示版本5），並將變體設置為「10」（表示基於名稱的UUID）。

五、隨機生成的UUID的生成規則

隨機生成的UUID的生成規則如下：

• 1. 隨機生成一個128位的二進位數。
• 2. 將該數轉換為32個字元的十六進位字元串，將其中的某些字元替換為「-」符號以符合UUID的格式。
• 3. 將版本號設為「0100」（表示版本4），並將變體設置為「11」（表示隨機生成的UUID）。

完整的Java代碼示例

import java.util.UUID;

public class TestUUID {

    public static void main(String[] args) {

        // 基於時間的UUID
        UUID uuid1 = UUID.randomUUID();
        System.out.println(uuid1);

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

        // 基於名稱的UUID（MD5）
        UUID uuid3 = UUID.nameUUIDFromBytes("test".getBytes());
        System.out.println(uuid3);

        // 隨機生成的UUID
        UUID uuid4 = UUID.randomUUID();
        System.out.println(uuid4);

    }

}

結語

以上就是UUID生成規則的詳細闡述，從基本結構到各種變體的生成規則，希望對大家有所幫助。在實際應用中，我們可以根據不同的需求選擇不同的變體來生成UUID。