Генератор UUID для уникальных идентификаторов и приложений
Генерируйте универсально уникальные идентификаторы (UUID) для различных приложений. Создавайте как UUID версии 1 (основанные на времени), так и UUID версии 4 (случайные) для использования в распределенных системах, базах данных и многом другом.
Генератор UUID
Сгенерированный UUID
Документация
Генератор UUID
Введение
Универсальный уникальный идентификатор (UUID) — это 128-битное число, используемое для идентификации информации в компьютерных системах. UUID стандартизированы Открытым программным обеспечением (OSF) в рамках среды распределенных вычислений (DCE). Эти идентификаторы разработаны так, чтобы быть уникальными как в пространстве, так и во времени, что делает их идеальными для различных приложений в распределенных системах и за их пределами.
Этот инструмент генерации UUID позволяет создавать как версии 1 (основанные на времени), так и версии 4 (случайные) UUID. Эти идентификаторы полезны в различных сценариях, где требуется уникальная идентификация, таких как ключи баз данных, распределенные системы и сетевые протоколы.
Как работают UUID
Структура UUID
UUID обычно представляется в виде 32 шестнадцатеричных цифр, отображаемых в пяти группах, разделенных дефисами, в формате 8-4-4-4-12, всего 36 символов (32 алфавитно-цифровых символа и 4 дефиса). Например:
1550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
2128 бит UUID разделены на определенные поля, каждое из которых несет различную информацию в зависимости от версии UUID:
- 32 бита для поля time_low
- 16 бит для поля time_mid
- 16 бит для поля time_hi_and_version
- 8 бит для поля clock_seq_hi_and_reserved
- 8 бит для поля clock_seq_low
- 48 бит для поля node
Вот диаграмма, иллюстрирующая структуру UUID:
Версии UUID
Существует несколько версий UUID, каждая из которых имеет свой метод генерации:
- Версия 1 (основанная на времени): Использует текущее время и MAC-адрес компьютера.
- Версия 2 (безопасность DCE): Похожа на версию 1, но включает локальный идентификатор домена.
- Версия 3 (основанная на имени, MD5): Генерируется путем хеширования идентификатора пространства имен и имени.
- Версия 4 (случайная): Генерируется с использованием случайного или псевдослучайного числа.
- Версия 5 (основанная на имени, SHA-1): Похожа на версию 3, но использует хеширование SHA-1.
Этот инструмент сосредоточен на генерации UUID версии 1 и версии 4.
Формула
Генерация UUID версии 1
UUID версии 1 генерируются с использованием следующих компонентов:
- Временная метка: 60-битное значение, представляющее количество 100-наносекундных интервалов с 15 октября 1582 года (дата реформы Григорианского календаря).
- Последовательность часов: 14-битное значение, используемое для предотвращения дубликатов в случае, если часы установлены назад.
- Узел: 48-битное значение, обычно получаемое из MAC-адреса компьютера.
Формула для генерации UUID версии 1 может быть выражена как:
1UUID = (timestamp * 2^64) + (clock_sequence * 2^48) + node
2Генерация UUID версии 4
UUID версии 4 генерируются с использованием криптографически стойкого генератора случайных чисел. Формула проста:
1UUID = random_128_bit_number
2С определенными битами, установленными для указания версии (4) и варианта.
Сценарии использования
UUID имеют множество приложений в различных областях компьютерных наук и программной инженерии:
-
Ключи баз данных: UUID часто используются в качестве первичных ключей в базах данных, особенно в распределенных системах, где несколько узлов могут одновременно генерировать записи.
-
Распределенные системы: В крупных распределенных системах UUID помогают уникально идентифицировать ресурсы, транзакции или события на нескольких узлах или в дата-центрах.
-
Адресация содержимого: UUID могут использоваться для создания уникальных идентификаторов для содержимого в системах хранения с адресацией по содержимому.
-
Управление сессиями: Веб-приложения часто используют UUID для управления пользовательскими сессиями, обеспечивая уникальный идентификатор для каждой сессии.
-
Идентификация устройств IoT: В приложениях Интернета вещей (IoT) UUID могут использоваться для уникальной идентификации отдельных устройств в сети.
Альтернативы
Хотя UUID широко используются, существуют альтернативные подходы к генерации уникальных идентификаторов:
-
Автоинкрементные идентификаторы: Простые и часто используемые в системах с одной базой данных, но не подходят для распределенных сред.
-
Идентификаторы, основанные на времени: Могут быть полезны для временно упорядоченных данных, но могут столкнуться с проблемами коллизий в сценариях с высокой конкурентностью.
-
Идентификаторы Snowflake: Разработаны Twitter, эти идентификаторы комбинируют временную метку и номер рабочего узла для генерации уникальных идентификаторов в распределенных системах.
-
ULID (Универсально уникальный лексикографически сортируемый идентификатор): Более недавняя альтернатива, которая стремится быть более удобной для человека и сортируемой, чем UUID.
История
Концепция UUID была впервые представлена в системе сетевых вычислений Apollo и позже стандартизирована Открытым программным обеспечением (OSF) в рамках среды распределенных вычислений (DCE) в 1990-х годах. Первоначальная спецификация была опубликована в 1997 году как ISO/IEC 11578:1996 и позже пересмотрена в 2005 году как часть ISO/IEC 9834-8:2005.
Ключевые вехи в истории UUID:
- 1980-е: Apollo Computer разрабатывает концепцию UUID для своей системы сетевых вычислений.
- 1997: Первая спецификация UUID опубликована как ISO/IEC 11578:1996.
- 2005: Спецификация UUID пересмотрена и опубликована как часть ISO/IEC 9834-8:2005.
- 2009: RFC 4122 определяет формат UUID и алгоритмы генерации, используемые сегодня.
Со временем UUID стали важным инструментом в распределенных системах и проектировании баз данных, с различными реализациями и адаптациями в разных языках программирования и платформах.
Примеры кода
Вот примеры генерации UUID на различных языках программирования:
1import uuid
2
3## Генерация UUID версии 4 (случайный)
4random_uuid = uuid.uuid4()
5print(f"UUID версии 4: {random_uuid}")
6
7## Генерация UUID версии 1 (основанный на времени)
8time_based_uuid = uuid.uuid1()
9print(f"UUID версии 1: {time_based_uuid}")
101const { v1: uuidv1, v4: uuidv4 } = require('uuid');
2
3// Генерация UUID версии 4 (случайный)
4const randomUuid = uuidv4();
5console.log(`UUID версии 4: ${randomUuid}`);
6
7// Генерация UUID версии 1 (основанный на времени)
8const timeBasedUuid = uuidv1();
9console.log(`UUID версии 1: ${timeBasedUuid}`);
101import java.util.UUID;
2
3public class UuidGenerator {
4 public static void main(String[] args) {
5 // Генерация UUID версии 4 (случайный)
6 UUID randomUuid = UUID.randomUUID();
7 System.out.println("UUID версии 4: " + randomUuid);
8
9 // Генерация UUID версии 1 (основанный на времени)
10 UUID timeBasedUuid = UUID.fromString(new com.eaio.uuid.UUID().toString());
11 System.out.println("UUID версии 1: " + timeBasedUuid);
12 }
13}
141require 'securerandom'
2
3## Генерация UUID версии 4 (случайный)
4random_uuid = SecureRandom.uuid
5puts "UUID версии 4: #{random_uuid}"
6
7## В Ruby нет встроенного метода для UUID версии 1
8## Вам нужно будет использовать гем, такой как 'uuidtools', для этого
91<?php
2// Генерация UUID версии 4 (случайный)
3$randomUuid = sprintf('%04x%04x-%04x-%04x-%04x-%04x%04x%04x',
4 mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff),
5 mt_rand(0, 0xffff),
6 mt_rand(0, 0x0fff) | 0x4000,
7 mt_rand(0, 0x3fff) | 0x8000,
8 mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff)
9);
10echo "UUID версии 4: " . $randomUuid . "\n";
11
12// В PHP нет встроенного метода для UUID версии 1
13// Вам нужно будет использовать библиотеку, такую как 'ramsey/uuid', для этого
14?>
15Ссылки
- Leach, P., Mealling, M., & Salz, R. (2005). Пространственный уникальный идентификатор (UUID) URN Namespace. RFC 4122. https://tools.ietf.org/html/rfc4122
- Международная организация по стандартизации. (2005). Информационные технологии – Процедуры для работы с органами регистрации OSI: Генерация и регистрация универсально уникальных идентификаторов (UUID) и их использование в качестве компонентов идентификаторов объектов ASN.1. ISO/IEC 9834-8:2005. https://www.iso.org/standard/62795.html
- Универсальный уникальный идентификатор. (2023). В Википедии. https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier
- Идентификатор Snowflake. (2023). В Википедии. https://en.wikipedia.org/wiki/Snowflake_ID
- Спецификация ULID. (н.д.). GitHub. https://github.com/ulid/spec
Обратная связь
Нажмите на всплывающее окно обратной связи, чтобы начать давать обратную связь об этом инструменте
Связанные инструменты
Откройте больше инструментов, которые могут быть полезны для вашего рабочего процесса