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java代碼獲取UUID的實(shí)現(xiàn)示例

更新時(shí)間：2023年06月02日 11:01:59 作者：西晉的no1

本文主要介紹了java代碼獲取UUID的實(shí)現(xiàn)示例，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

什么是UUID

UUID 是指（Universally Unique Identifier）通用唯一識(shí)別碼，128位。RFC 4122描述了具體的規(guī)范實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

我們開(kāi)發(fā)的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫(kù)表總會(huì)有一個(gè)主鍵，以前我們可能會(huì)使用自增的數(shù)字作為主鍵。這樣做去確實(shí)查詢的時(shí)候比較快，但是在做系統(tǒng)集成或者數(shù)據(jù)遷移的的時(shí)候就麻煩了。這是id就有可能重復(fù)了。那么有什么比較好的方法解決這一問(wèn)題呢？于是jdk1.5出了UUID這個(gè)類(lèi)來(lái)生成唯一的字符串標(biāo)識(shí)。

UUID作用

UUID 的目的是讓分布式系統(tǒng)中的所有元素都能有唯一的識(shí)別信息。如此一來(lái)，每個(gè)人都可以創(chuàng)建不與其它人沖突的 UUID，就不需考慮數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建時(shí)的名稱(chēng)重復(fù)問(wèn)題。其作用視場(chǎng)景而定。

目前最廣泛應(yīng)用的 UUID，即是微軟的 Microsoft's Globally Unique Identifiers (GUIDs)，而其他重要的應(yīng)用，則有 Linux ext2/ext3 檔案系統(tǒng)、LUKS 加密分割區(qū)、GNOME、KDE、Mac OS X 等等。

UUID定義

UUID使用16進(jìn)制表示，共有36個(gè)字符(32個(gè)字母/數(shù)字+4個(gè)連接符"-")組成，格式為8-4-4-4-12 ；【一個(gè)字母/數(shù)字只代表4個(gè)bit，所以是(8+4+4+4+12)*4=128位；】

由一組32個(gè)16進(jìn)制數(shù)碼(0-9a-z)所構(gòu)成，故 UUID 理論上的總數(shù)為，約等于

也就是說(shuō)若每納秒產(chǎn)生1百萬(wàn)個(gè) UUID，要花100億年才會(huì)將所有 UUID 用完。

格式：

xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

示例：

96b31816-ae1c-11ed-904f-4531ee40a9e3

格式中M和N都有具體的含義

數(shù)字 M的四位表示 UUID 版本，當(dāng)前規(guī)范有5個(gè)版本，M可選值為1, 2, 3, 4, 5 ；

數(shù)字 N的一至四個(gè)最高有效位表示 UUID 變體( variant )，有固定的兩位10xx因此只可能取值8, 9, a, b。

這5個(gè)版本使用不同算法，利用不同的信息來(lái)產(chǎn)生UUID，各版本有各自優(yōu)勢(shì)，適用于不同情景。具體使用的信息

版本 1：UUID 是根據(jù)時(shí)間和 MAC 地址生成的；
版本 2：UUID 是根據(jù)標(biāo)識(shí)符（通常是組或用戶 ID）、時(shí)間和節(jié)點(diǎn) ID生成的；
版本 3：UUID 是通過(guò)散列（MD5 作為散列算法）名字空間（namespace）標(biāo)識(shí)符和名稱(chēng)生成的；
版本 4：UUID 使用隨機(jī)性或偽隨機(jī)性生成；
版本 5：類(lèi)似于版本 3（SHA1 作為散列算法）。

故UUID每個(gè)版本不是根據(jù)精度區(qū)分的，Version5并不會(huì)比Version1精度高，在精度上，大家都能保證唯一性，重復(fù)的概率近乎于0。

為了能兼容過(guò)去的 UUID，以及應(yīng)對(duì)未來(lái)的變化，因此有了變體（Variants）這一概念。

目前已知的變體有下面 4 種：

變體 0：格式為 0xxx，為了向后兼容預(yù)留。
變體 1：格式為 10xx，當(dāng)前正在使用的。
變體 2：格式為 11xx，為早期微軟的 GUID 預(yù)留。
變體 3：格式為 111x，為將來(lái)的擴(kuò)展預(yù)留，目前暫未使用。

在上例中，M 是 1，N 是 a（二進(jìn)制為 1010，符合 10xx 的格式），這就意味著這個(gè) UUID 是“版本 1”、“變體 1”的 UUID。

目前大多數(shù)使用的 UUID 大都是變體 1，N 的取值是 8、9、a、b 中的一個(gè)。

version 1——date-time & MAC address

基于時(shí)間戳及MAC地址的UUID實(shí)現(xiàn)。它包括了48位的MAC地址和60位的時(shí)間戳，

v1為了保證唯一性，當(dāng)時(shí)間精度不夠時(shí)，會(huì)使用13~14位的clock sequence來(lái)擴(kuò)展時(shí)間戳，比如：

當(dāng)UUID的生產(chǎn)成速率太快，超過(guò)了系統(tǒng)時(shí)間的精度。時(shí)間戳的低位部分會(huì)每增加一個(gè)UUID就+1的操作來(lái)模擬更高精度的時(shí)間戳，換句話說(shuō)，就是當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間精度無(wú)會(huì)區(qū)分2個(gè)UUID的時(shí)間先后時(shí)，為了保證唯一性，會(huì)在其中一個(gè)UUID上+1。所以UUID重復(fù)的概率幾乎為0，時(shí)間戳加擴(kuò)展的clock sequence一共有74bits,(2的74次方，約為1.8后面加22個(gè)零),即在每個(gè)節(jié)點(diǎn)下，每秒可產(chǎn)生1630億不重復(fù)的UUID(因?yàn)橹痪_到了秒,不再是74位，所以換算了一下)。

相對(duì)于其它版本，v1還加入48位的MAC地址，這依賴(lài)于網(wǎng)卡供應(yīng)商能提供唯一的MAC地址，同時(shí)也可能通過(guò)它反查到對(duì)應(yīng)的MAC地址。Melissa病毒就是這樣做到的。

Version2(date-time Mac address)

這是最神秘的版本，RFC沒(méi)有提供具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，以至于大部分的UUID庫(kù)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)它，只在特定的場(chǎng)景(DCE security)才會(huì)用到。所以絕大數(shù)情況，我們也不會(huì)碰到它。

Version3,5(namespace name-based)

V3和V5都是通過(guò)hash namespace的標(biāo)識(shí)符和名稱(chēng)生成的。V3使用MD5作為hash函數(shù)，V5則使用SHA-1。

因?yàn)槔锩鏇](méi)有不確定的部分，所以當(dāng)namespace與輸入?yún)?shù)確定時(shí)，得到的UUID都是確定唯一的。

具體的流程就是

把namespace和輸入?yún)?shù)拼接在一起，如"http/http://wwwbaidu.com" ++ "/query=uuid"；

使用MD5算法對(duì)拼接后的字串進(jìn)行hash，截?cái)酁?28位；

把UUID的Version和variant字段都替換成固定的;

如果需要to_string，需要轉(zhuǎn)為16進(jìn)制和加上連接符"-"。

把V3的hash算法由MD5換成SHA-1就成了V5。

Version4(random)

這個(gè)版本使用最為廣泛:

其中4位代表版本，2-3位代表variant。余下的122-121位都是全部隨機(jī)的。即有2的122次方(5.3后面36個(gè)0)個(gè)UUID。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的UUID庫(kù)在生成了2.71萬(wàn)億個(gè)UUID會(huì)產(chǎn)生重復(fù)UUID的可能性也只有50%的概率：

這相當(dāng)于每秒產(chǎn)生10億的UUID，持續(xù)85年，而把這些UUID都存入文件，每個(gè)UUID占16bytes,總需要45 EB(exabytes)，比目前最大的數(shù)據(jù)庫(kù)(PB)還要大很多倍。

UUID的重復(fù)概率

Java中 UUID 使用版本4進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，所以由java.util.UUID類(lèi)產(chǎn)生的 UUID，128個(gè)比特中，有122個(gè)比特是隨機(jī)產(chǎn)生，4個(gè)比特標(biāo)識(shí)版本被使用，還有2個(gè)標(biāo)識(shí)變體被使用。利用生日悖論，可計(jì)算出兩筆 UUID 擁有相同值的機(jī)率約為

其中x為 UUID 的取值范圍，n為 UUID 的個(gè)數(shù)。

以下是以 x =

計(jì)算出n筆 UUID 后產(chǎn)生碰撞的機(jī)率：

換句話說(shuō)，每秒產(chǎn)生10億筆 UUID ，100年后只產(chǎn)生一次重復(fù)的機(jī)率是50%。如果地球上每個(gè)人都各有6億筆 UUID，發(fā)生一次重復(fù)的機(jī)率是50%。與被隕石擊中的機(jī)率比較的話，已知一個(gè)人每年被隕石擊中的機(jī)率估計(jì)為170億分之1，也就是說(shuō)機(jī)率大約是0.00000000006 (6 x )，等同于在一年內(nèi)生產(chǎn)2000億個(gè) UUID 并發(fā)生一次重復(fù)。

Java獲取uuid示例

使用 JDK 原生的API

import java.util.UUID;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // JDK 原生的 API 獲取UUID
        // uuid版本3獲取uuid
        UUID uuid3 = UUID.nameUUIDFromBytes("test".getBytes());
        int version3 = uuid3.version();
        System.out.println("UUID3:" + uuid3 + " 版本 " + version3);
        // uuid版本4獲取uuid
        UUID uuid4 = UUID.randomUUID();
        int version4 = uuid4.version();
        System.out.println("UUID4:" + uuid4 + " 版本 " + version4);
        // 生成一個(gè)基于指定 UUID 字符串的 UUID 對(duì)象
        UUID uuid = UUID.fromString("098f6bcd-4621-3373-8ade-4e832627b4f6");
        int version = uuid.version();
        System.out.println("UUID_fromString:" + uuid + " 版本 " + version);
    }
}

nameUUIDFromBytes() 會(huì)生成一個(gè)版本 3 的UUID，不過(guò)需要傳遞一個(gè)名稱(chēng)的字節(jié)數(shù)組作為參數(shù)。

randomUUID() 方法生成了一個(gè)版本 4 的 UUID，這也是生成 UUID最方便的方法。如果只使用原生 JDK 的話，基本上都用的這種方式。

fromString() 方法會(huì)生成一個(gè)基于指定 UUID 字符串的 UUID對(duì)象，如果指定的 UUID 字符串不符合 UUID 的格式，將拋出 IllegalArgumentException 異常。

使用com.fasterxml.uuid.Generators

除了使用 JDK 原生的 API 之外，還可以使用com.fasterxml.uuid.Generators，需要先在項(xiàng)目中加入該類(lèi)的 Maven 依賴(lài)。

<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.uuid</groupId>
<artifactId>java-uuid-generator</artifactId>
<version>3.1.4</version>
</dependency>
</dependencies>

代碼：

import com.fasterxml.uuid.Generators;
import java.util.UUID;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // JDK 原生的 API 獲取UUID
        // uuid版本1獲取uuid
        UUID uuid1 = Generators.timeBasedGenerator().generate();
        System.out.println("UUID : " + uuid1);
        System.out.println("UUID 版本 : " + uuid1.version());
        // uuid版本4獲取uuid
        UUID uuid2 = Generators.randomBasedGenerator().generate();
        System.out.println("UUID : " + uuid2);
        System.out.println("UUID 版本 : " + uuid2.version());
    }
}

Generators.timeBasedGenerator().generate() 可用于生成版本1 的 UUID，Generators.randomBasedGenerator().generate() 可用于生成版本4 的 UUID。