CUID 生成器

介绍

CUID（碰撞抵抗唯一标识符）是一种旨在抵抗碰撞、水平可扩展且可按顺序排序的唯一标识符。CUID 在分布式系统中特别有用，因为需要在节点之间没有协调的情况下生成唯一标识符。

CUID 的结构

CUID 通常由以下组件组成：

时间戳：当前时间的表示
计数器：确保在同一毫秒内唯一的顺序计数器
客户端指纹：生成 CUID 的机器或进程的唯一标识符
随机组件：额外的随机数据，以进一步降低碰撞概率

确切的结构可能因 CUID 实现而异，但这些组件共同作用以创建唯一且可排序的标识符。

以下是典型 CUID 结构的可视化表示：

CUID 的生成方式

CUID 是通过时间和随机组件的组合生成的。该过程通常包括：

获取当前时间戳
递增计数器（周期性重置）
生成客户端指纹（通常在每个会话或应用程序启动时完成）
添加随机数据
以特定格式组合这些元素

生成的 CUID 通常表示为字母和数字的字符串。

优势和用例

CUID 相较于其他唯一标识符系统具有几个优势：

碰撞抵抗：时间戳、计数器和随机数据的组合使得碰撞极不可能，即使在分布式系统中。
水平可扩展性：CUID 可以在多个机器上独立生成，而无需协调。
顺序排序：时间戳组件允许对 CUID 进行按时间顺序的排序。
URL 友好：CUID 通常由 URL 安全字符组成。

CUID 的常见用例包括：

数据库主键
需要在多个节点之间生成唯一 ID 的分布式系统
Web 应用程序中的会话 ID
分析系统中的事件跟踪
云存储系统中的文件或资源命名

代码示例

以下是在各种编程语言中生成 CUID 的示例：

1// JavaScript（使用 'cuid' 库）
2const cuid = require('cuid');
3const id = cuid();
4console.log(id);
5

1## Python（使用 'cuid' 库）
2import cuid
3id = cuid.cuid()
4print(id)
5

1## Ruby（使用 'cuid' gem）
2require 'cuid'
3id = Cuid::generate
4puts id
5

1// Java（使用 'com.github.f4b6a3.cuid' 库）
2import com.github.f4b6a3.cuid.Cuid;
3
4public class CuidExample {
5    public static void main(String[] args) {
6        String id = Cuid.createCuid();
7        System.out.println(id);
8    }
9}
10

1// C#（使用 'Cuid.Net' NuGet 包）
2using Cuid;
3
4class Program
5{
6    static void Main(string[] args)
7    {
8        string id = CuidGenerator.Generate();
9        Console.WriteLine(id);
10    }
11}
12

1// PHP（使用 'endyjasmi/cuid' 包）
2<?php
3require 'vendor/autoload.php';
4use Endyjasmi\Cuid\Cuid;
5
6$id = Cuid::make();
7echo $id;
8

1// Go（使用 'github.com/lucsky/cuid' 包）
2package main
3
4import (
5    "fmt"
6    "github.com/lucsky/cuid"
7)
8
9func main() {
10    id := cuid.New()
11    fmt.Println(id)
12}
13

1// Swift（使用 'CUID' 包）
2import CUID
3
4let id = CUID()
5print(id)
6

1// C++（使用自定义实现）
2#include <iostream>
3#include <chrono>
4#include <random>
5#include <sstream>
6#include <iomanip>
7
8std::string generateCUID() {
9    auto now = std::chrono::system_clock::now();
10    auto now_ms = std::chrono::time_point_cast<std::chrono::milliseconds>(now);
11    auto value = now_ms.time_since_epoch();
12    long duration = value.count();
13
14    std::random_device rd;
15    std::mt19937 gen(rd());
16    std::uniform_int_distribution<> dis(0, 35);
17
18    std::stringstream ss;
19    ss << 'c';
20    ss << std::hex << std::setfill('0') << std::setw(8) << duration;
21    for (int i = 0; i < 8; i++) {
22        int r = dis(gen);
23        ss << (char)(r < 10 ? '0' + r : 'a' + r - 10);
24    }
25    return ss.str();
26}
27
28int main() {
29    std::string id = generateCUID();
30    std::cout << id << std::endl;
31    return 0;
32}
33

1% MATLAB（使用自定义实现）
2function id = generateCUID()
3    timestamp = dec2hex(round(posixtime(datetime('now'))*1000), 8);
4    random = '';
5    for i = 1:8
6        random = [random char(randi([48 57 97 122]))];
7    end
8    id = ['c' timestamp random];
9end
10
11% 用法
12id = generateCUID();
13disp(id);
14

1## R（使用自定义实现）
2library(lubridate)
3
4generate_cuid <- function() {
5  timestamp <- format(as.numeric(now()) * 1000, scientific = FALSE)
6  timestamp <- substr(timestamp, 1, 8)
7  random <- paste0(sample(c(0:9, letters[1:6]), 8, replace = TRUE), collapse = "")
8  paste0("c", timestamp, random)
9}
10
11## 用法
12id <- generate_cuid()
13print(id)
14

1' Excel VBA（使用自定义实现）
2Function GenerateCUID() As String
3    Dim timestamp As String
4    Dim random As String
5    Dim i As Integer
6    
7    timestamp = Right("00000000" & Hex(CLng(CDbl(Now()) * 86400000)), 8)
8    
9    For i = 1 To 8
10        random = random & Mid("0123456789abcdef", Int(Rnd() * 16) + 1, 1)
11    Next i
12    
13    GenerateCUID = "c" & timestamp & random
14End Function
15
16' 在单元格中的用法
17'=GenerateCUID()
18

历史与发展

CUID 最初由 Eric Elliott 于 2012 年开发，作为在分布式系统中生成唯一标识符的解决方案。该概念受到 Twitter 的 Snowflake ID 系统的启发，但设计得更易于实现和在各种平台上使用。

CUID 的开发是由于需要一个简单、抗碰撞的 ID 系统，能够在不同的编程语言和环境中工作。Elliott 的目标是创建一个易于实现、不需要中央协调且可以水平扩展的系统。

自问世以来，CUID 经过了几次迭代和改进：

原始 CUID 实现专注于简单性和易用性。
随着采用的增加，社区为各种编程语言贡献了实现。
2021 年，CUID2 被引入，以解决原始 CUID 的一些局限性，并提供更好的性能和抗碰撞能力。
CUID2 改进了原始版本，使用了更安全的随机数生成器，并增加了标识符的整体长度。

CUID 的演变反映了分布式系统不断变化的需求，以及在唯一标识符生成中平衡简单性、安全性和性能的持续努力。

参考文献

官方 CUID GitHub 仓库
CUID2 规范
Elliott, Eric. "在分布式环境中生成唯一 ID。" Medium, 2015.
"分布式系统的抗碰撞 ID。" DZone, 2018.

这个 CUID 生成器工具允许您快速为您的项目生成 CUID。只需单击“生成”按钮即可创建新的 CUID，然后使用“复制”按钮将其复制到剪贴板，以便在您的应用程序中轻松使用。

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CUID 的结构

CUID 的生成方式

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历史与发展

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