تولیدکننده KSUID: ایجاد شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی آنلاین

تولیدکننده KSUID چیست و چرا باید از آن استفاده کرد؟

یک تولیدکننده KSUID شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی K را ایجاد می‌کند که ترکیبی از مرتب‌سازی مبتنی بر زمان و یکتایی رمزنگاری شده است. برخلاف UUIDهای سنتی، KSUIDها به صورت زمانی قابل مرتب‌سازی هستند و برای سیستم‌های توزیع‌شده که نیاز به تولید شناسه‌های منحصر به فرد بدون هماهنگی بین سرورها دارند، ایده‌آل هستند.

مزایای کلیدی استفاده از تولیدکننده KSUID:

• تولید شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی بر اساس زمان به‌طور آنی
• نیازی به هماهنگی سرورها برای یکتایی نیست
• فرمت فشرده ۲۷ کاراکتری ایمن برای URL
• دارای زمان‌سنج داخلی برای مرتب‌سازی زمانی
• ایده‌آل برای کلیدهای پایگاه داده و برنامه‌های توزیع‌شده

درک ساختار و فرمت KSUID

یک KSUID (شناسه منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی K) یک شناسه قابل مرتب‌سازی ۲۰ بایتی است که شامل:

1. زمان‌سنج ۳۲ بیتی (۴ بایت) - مؤلفه مبتنی بر زمان برای مرتب‌سازی
2. ۱۶ بایت تصادفی - داده‌های تصادفی ایمن از نظر رمزنگاری

زمانی که به عنوان یک رشته نمایش داده می‌شود، KSUID در base62 کدگذاری شده و دقیقاً ۲۷ کاراکتر طول دارد.

تجزیه و تحلیل دقیق مؤلفه‌های KSUID

ساختار KSUID شامل سه مؤلفه کلیدی است:

1. مؤلفه زمان‌سنج (۴ بایت): نمایانگر ثانیه‌ها از زمان آغاز KSUID (۲۰۱۴-۰۵-۱۳T۱۶:۵۳:۲۰Z) است که امکان مرتب‌سازی زمانی شناسه‌های تولید شده را فراهم می‌کند.

2. مؤلفه تصادفی (۱۶ بایت): یک عدد تصادفی ایمن از نظر رمزنگاری که یکتایی را حتی زمانی که چندین KSUID به‌طور همزمان تولید می‌شوند، تضمین می‌کند.

3. کدگذاری Base62: ۲۰ بایت ترکیبی با استفاده از base62 (A-Z، a-z، 0-9) کدگذاری می‌شود تا رشته نهایی ایمن برای URL با ۲۷ کاراکتر تولید شود.

فرمول KSUID

یک KSUID می‌تواند به صورت ریاضی به شکل زیر نمایش داده شود:

$KSUID = Base62(T || R)$

که در آن:

• $T$ زمان‌سنج ۳۲ بیتی است
• $R$ مؤلفه تصادفی ۱۲۸ بیتی است
• $||$ نشان‌دهنده الحاق است

زمان‌سنج $T$ به صورت زیر محاسبه می‌شود:

T = \text{floor}(\text{current_time} - \text{KSUID_epoch})

که در آن KSUID_epoch برابر با ۱۴۰۰۰۰۰۰۰۰ (۲۰۱۴-۰۵-۱۳T۱۶:۵۳:۲۰Z) است.

نمودار ساختار KSUID

بهترین موارد استفاده برای تولید KSUID

KSUIDها برای برنامه‌های مدرن که نیاز به شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی دارند، ایده‌آل هستند. در اینجا رایج‌ترین موارد استفاده آورده شده است:

۱. شناسه‌های سیستم توزیع‌شده

تولید شناسه‌های منحصر به فرد در چندین سرور بدون هماهنگی یا مرجع مرکزی. ایده‌آل برای معماری‌های میکروسرویس.

۲. کلیدهای پایگاه داده قابل مرتب‌سازی بر اساس زمان

استفاده از KSUIDها به عنوان کلیدهای اصلی در پایگاه‌های داده که در آن مرتب‌سازی زمانی اهمیت دارد و نیاز به ستون‌های زمان‌سنج جداگانه را از بین می‌برد.

۳. شناسه‌های منبع ایمن برای URL

ایجاد شناسه‌های کوتاه، منحصر به فرد و ایمن برای URL برای برنامه‌های وب، APIها و منابع عمومی بدون نیاز به کدگذاری خاص.

۴. همبستگی و ردیابی لاگ

همبسته‌سازی ورودی‌های لاگ در خدمات مختلف در سیستم‌های توزیع‌شده در حالی که ترتیب زمانی را حفظ می‌کند.

۵. منبع‌گذاری رویدادها و ردیابی حسابرسی

ردیابی رویدادها به صورت زمانی با زمان‌سنج‌های داخلی برای اهداف انطباق و اشکال‌زدایی.

چرا KSUIDها را به UUIDها و سایر شناسه‌ها ترجیح دهیم؟

KSUIDها مزایای قابل توجهی نسبت به سیستم‌های شناسه سنتی ارائه می‌دهند:

✅ قابلیت مرتب‌سازی زمانی

برخلاف UUIDها، KSUIDها می‌توانند به صورت زمانی مرتب شوند و این امر آن‌ها را برای ایندکس‌گذاری پایگاه داده و تحلیل لاگ ایده‌آل می‌سازد.

✅ نیازی به هماهنگی صفر

تولید شناسه‌های منحصر به فرد به‌طور مستقل در چندین سرور بدون خطر برخورد یا نیاز به هماهنگی مرکزی.

✅ فرمت فشرده ۲۷ کاراکتری

کمتر از UUIDها زمانی که به عنوان رشته‌ها نمایش داده می‌شوند، فضای ذخیره‌سازی را صرفه‌جویی کرده و خوانایی را بهبود می‌بخشند.

✅ زمان‌سنج داخلی

زمان‌سنج داخلی امکان مرتب‌سازی و فیلتر کردن مبتنی بر زمان را بدون نیاز به فیلدهای زمان‌سنج جداگانه فراهم می‌کند.

✅ کدگذاری ایمن برای URL

کدگذاری Base62 باعث می‌شود KSUIDها برای URL ایمن باشند بدون نیاز به الزامات کدگذاری اضافی.

✅ احتمال برخورد بسیار پایین

مؤلفه تصادفی ۱۶ بایتی باعث می‌شود برخوردها عملاً غیرممکن باشند، حتی در نرخ‌های تولید بالا.

نحوه استفاده از ابزار تولیدکننده KSUID

این مراحل ساده را دنبال کنید تا KSUIDها را به‌صورت آنلاین تولید کنید:

مرحله ۱: پیکربندی گزینه‌های تولید

• در صورت نیاز پارامترهای سفارشی را تنظیم کنید (زمان‌سنج، مقدار)
• بین تولید تکی یا دسته‌ای انتخاب کنید

مرحله ۲: تولید KSUID خود

• روی دکمه "تولید KSUID" کلیک کنید تا شناسه‌های جدید ایجاد شوند
• KSUIDهای تولید شده به‌طور آنی در فیلد خروجی ظاهر می‌شوند

مرحله ۳: کپی و استفاده

• از دکمه "کپی" برای کپی KSUIDها به کلیپ‌بورد خود استفاده کنید
• چندین KSUID را با استفاده از ویژگی "صادرات" دانلود کنید

مرحله ۴: پیاده‌سازی در برنامه خود

• هر KSUID منحصر به فرد و آماده استفاده است
• برای هر نیاز به شناسه منحصر به فرد، KSUIDهای جدید تولید کنید

نکته حرفه‌ای: هنگام راه‌اندازی سیستم‌های جدید یا مهاجرت داده‌های موجود، KSUIDها را به‌صورت دسته‌ای تولید کنید.

مثال‌های پیاده‌سازی KSUID بر اساس زبان برنامه‌نویسی

یاد بگیرید چگونه KSUIDها را به‌صورت برنامه‌نویسی در زبان برنامه‌نویسی مورد علاقه‌تان تولید کنید:

1## پایتون
2import ksuid
3
4new_id = ksuid.ksuid()
5print(f"KSUID تولید شده: {new_id}")
6

1// جاوااسکریپت
2const { ksuid } = require('ksuid')
3
4const newId = ksuid()
5console.log(`KSUID تولید شده: ${newId}`)
6

1// جاوا
2import com.github.ksuid.KsuidGenerator;
3
4public class KsuidExample {
5    public static void main(String[] args) {
6        String newId = KsuidGenerator.generate();
7        System.out.println("KSUID تولید شده: " + newId);
8    }
9}
10

1// C++
2#include <iostream>
3#include <ksuid/ksuid.hpp>
4
5int main() {
6    ksuid::Ksuid newId = ksuid::Ksuid::generate();
7    std::cout << "KSUID تولید شده: " << newId.string() << std::endl;
8    return 0;
9}
10

1## روبی
2require 'ksuid'
3
4new_id = KSUID.new
5puts "KSUID تولید شده: #{new_id}"
6

1// PHP
2<?php
3require_once 'vendor/autoload.php';
4
5use Tuupola\KsuidFactory;
6
7$factory = new KsuidFactory();
8$newId = $factory->create();
9echo "KSUID تولید شده: " . $newId . "\n";
10?>
11

1// Go
2package main
3
4import (
5    "fmt"
6    "github.com/segmentio/ksuid"
7)
8
9func main() {
10    newId := ksuid.New()
11    fmt.Printf("KSUID تولید شده: %s\n", newId.String())
12}
13

1// سوئیفت
2import KSUID
3
4let newId = KSUID()
5print("KSUID تولید شده: \(newId)")
6

سوالات متداول درباره تولید KSUID

تفاوت بین KSUID و UUID چیست؟

KSUIDها قابل مرتب‌سازی زمانی هستند در حالی که UUIDها این‌گونه نیستند. KSUIDها همچنین دارای زمان‌سنج‌های داخلی هستند و در ۲۷ کاراکتر فشرده‌تر از UUIDهای ۳۶ کاراکتری هستند.

KSUIDها چقدر منحصر به فرد هستند؟

KSUIDها دارای احتمال برخورد بسیار پایین به دلیل مؤلفه تصادفی ۱۶ بایتی خود هستند. احتمال برخورد عملاً صفر است حتی با تولید میلیاردها شناسه.

آیا می‌توان از KSUIDها به عنوان کلیدهای اصلی پایگاه داده استفاده کرد؟

بله، KSUIDها برای کلیدهای اصلی پایگاه داده عالی هستند، به ویژه در سیستم‌های توزیع‌شده که اعداد خودافزاینده مناسب نیستند.

زمان آغاز KSUID چیست؟

زمان آغاز KSUID از ۲۰۱۴-۰۵-۱۳T۱۶:۵۳:۲۰Z (زمان‌سنج ۱۴۰۰۰۰۰۰۰۰) شروع می‌شود که با زمان آغاز یونیکس متفاوت است.

آیا KSUIDها ایمن برای URL هستند؟

بله، KSUIDها از کدگذاری base62 (A-Z، a-z، 0-9) استفاده می‌کنند که آن‌ها را کاملاً ایمن برای URL بدون نیاز به کدگذاری اضافی می‌کند.

KSUIDها چقدر سریع تولید می‌شوند؟

KSUIDها می‌توانند بسیار سریع تولید شوند زیرا نیازی به هماهنگی بین سیستم‌ها یا جستجوهای پایگاه داده ندارند.

آیا می‌توانم زمان‌سنج را از یک KSUID استخراج کنم؟

بله، می‌توانید زمان‌سنج داخلی را از هر KSUID استخراج کنید تا زمان تولید آن را تعیین کنید.

کدام زبان‌های برنامه‌نویسی از تولید KSUID پشتیبانی می‌کنند؟

KSUIDها در بیشتر زبان‌های برنامه‌نویسی محبوب از جمله پایتون، جاوااسکریپت، جاوا، Go، PHP، روبی و غیره پشتیبانی می‌شوند.

امروز تولید KSUIDها را شروع کنید

آماده‌اید تا شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی را در برنامه خود پیاده‌سازی کنید؟ از ابزار رایگان تولیدکننده KSUID ما برای ایجاد شناسه‌های جهانی منحصر به فرد و زمان‌دار برای سیستم‌های توزیع‌شده، پایگاه‌های داده و برنامه‌های خود استفاده کنید.

اولین KSUID خود را اکنون تولید کنید و از مزایای شناسه‌های منحصر به فرد قابل مرتب‌سازی زمانی بهره‌مند شوید!

منابع

1. مخزن KSUID گیت‌هاب Segment: https://github.com/segmentio/ksuid
2. "تولید شناسه‌های منحصر به فرد خوب" توسط پیتر بورگون: https://peter.bourgon.org/blog/2019/05/20/generating-good-unique-ids.html
3. مشخصات KSUID: https://github.com/segmentio/ksuid/blob/master/README.md