UUID的介绍

Posted 2023-03-20

UUID含义是通用唯一识别码，这是一个软件构建的标准，也是被开源软件基金会的组织应用在分布式计算环境领域的一部分。

作用

UUID的目的是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨别资讯，而不需要通过中央控制端来做辨识资讯的指定。如此一来，每个人都可以建立不与其它人冲突的UUID。在这样的情况下，就不需要考虑数据库建立时的名称重复问题。目前最广泛应用的UUID，即是微软的Microsoft's
Globally Unique Identifiers，而其他重要的应用，则有Linux
ext2/ext3档案系统、LUKS加密分割区、GNOME、KDE、Mac OS X等。

组成

UUID是指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。通常平台会提供生成的API。按照开放软件基金会制定的标准计算，用到了以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码和许多可能的数字。

UUID由以下几部分的组合

①当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。

②时钟序列。

③全局唯一的IEEE机器识别号，如果有网卡，从网卡MAC地址获得，没有网卡以其他方式获得。

UUID的唯一缺陷在于生成的结果串会比较长。关于UUID这个标准使用最普遍的是微软的GUID。在ColdFusion中可以用CreateUUID()函数很简单地生成UUID，其格式为：xxxxxxxx-xxxx-
xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16)，其中每个 x 是 0-9 或 a-f
范围内的一个十六进制的数字。而标准的UUID格式为：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxx
(8-4-4-4-12)，可以从cflib下载CreateGUID() UDF进行转换。

应用

使用UUID的好处在分布式的软件系统中就能体现出来，它能保证每个节点所生成的标识都不会重复，并且随着Web服务等整合技术的发展，UUID的优势将更加明显。根据使用的特定机制，UUID不仅需要保证是彼此不相同的，或者最少也是与公元3400年之前其他任何生成的通用唯一标识符有非常大的区别。

通用唯一标识符还可以用来指向大多数的可能的物体。微软和其他一些软件公司都倾向使用全球唯一标识符，这也是通用唯一标识符的一种类型，可用来指向组建对象模块对象和其他的软件组件。第一个通用唯一标识符是在网络计算机系统中创建，并且随后成为开放软件基金会的分布式计算环境的组件。

参考技术A UUID全称 Universally Unique Identifier ，即通用唯一识别码。

UUID 是有不同的版本的，每个版本有不同的适用场景，比如，版本4 建议使用随机方式生成所有的可变因子。在很多场景下，这个其实是一个非常方便的实现方式。版本1 使用的是 时间戳＋时钟序列＋节点信息（机器信息）在一些分布式系统场景下是能严格保证全局唯一的。twitter 的 snowflake 可以看作是是 UUID 版本1 的简化版。
到现在为止，UUID 一共有5个实现版本:

不管是 UUID 的哪个版本，它的结构都是一样的，这个结构是按照版本1进行定义的，只是在其他版本中，版本1中的几个变量因子都进行了变化。

UUID 长度是128bit（16字节（128位）），换算为16进制数值(每4位代表一个数值)就是有32个16进制数值组成，中间使用4个-进行分隔，按照8-4-4-4-12的顺序进行分隔。加上中间的横杆，UUID有36个字符。比如： 3e350a5c-222a-11eb-abef-0242ac110002 。

Timestamp 是一个 60 bits 的无符号数。对于 version 为 1 的 UUID，它从 1582-10-15 00:00:000000000 起到当前 UTC 时间，每隔 100 纳秒加一。对于无法获取UTC时间的系统，由于获取不到UTC，那么你可以统一采用 localtime 。（实际上一个系统时区相同就可以了）。
有了时间戳之后，结构图中的time_low，time_mid，time_hi就知道了。

如果计算 UUID 的机器进行了时间调整，或者是 nodeId 变化了（主机更换网卡），和其他的机器冲突了。那么这个时候，就需要有个变量因子进行变化来保证再次生成的 UUID 的唯一性。
其实 Clock Sequence 的变化算法很简单，当时间调整，或者 nodeId 变化的时候，直接使用一个随机数，或者，在原先的 Clock Sequence 值上面自增加一也是可以的。
Clock Sequence 一共是14bit

Node 是一个 48 bits 的无符号数，对于 version 为 1 的 UUID，它选取 IEEE 802 MAC 地址，即网卡的 MAC 地址。当系统有多块网卡时，任何一块有效的网卡都可被做 Node 数据；对于没有网卡的系统，取值为随机数。

以上内容已经把 UUID 的结构构成说明清楚了。基本上这个结构构成是 UUID version1 的定义。我们可以看到，它的变量因子包含 timestamp ， clock sequence ， node 。但在不同版本中，这几个变量因子的含义是不同的。