Generator KSUID

Wprowadzenie

KSUID (K-Sortable Unique IDentifier) to format unikalnego identyfikatora, który oferuje kilka zalet w porównaniu do tradycyjnego UUID (Uniwersalny Unikalny Identyfikator) i innych systemów identyfikacji. To narzędzie pozwala na szybkie i łatwe generowanie KSUID.

Czym jest KSUID?

KSUID to 20-bajtowy sortowalny identyfikator, który składa się z:

1. 32-bitowego znacznika czasu (4 bajty)
2. 16 bajtów losowości

Gdy jest reprezentowany jako ciąg, KSUID jest kodowany w base62 i ma długość 27 znaków.

Struktura KSUID

Strukturę KSUID można podzielić na następujące elementy:

1. Znacznik czasu (4 bajty): Reprezentuje liczbę sekund od epoki Unix (1 stycznia 1970 roku, godzina 00:00 UTC). Znacznik czasu pozwala na w miarę sortowanie KSUID według czasu generacji.

2. Składnik losowy (16 bajtów): To kryptograficznie bezpieczna liczba losowa, która zapewnia unikalność, nawet gdy wiele KSUID jest generowanych w tej samej sekundzie.

3. Kodowanie Base62: Połączone 20 bajtów (znacznik czasu + losowy) są następnie kodowane za pomocą base62 (A-Z, a-z, 0-9), aby uzyskać ostateczny 27-znakowy ciąg.

Wzór KSUID

KSUID można matematycznie przedstawić jako:

$KSUID = Base62(T || R)$

Gdzie:

• $T$ to 32-bitowy znacznik czasu
• $R$ to 128-bitowy składnik losowy
• $||$ oznacza konkatenację

Znacznik czasu $T$ jest obliczany jako:

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

Gdzie KSUID_epoch to 1400000000 (2014-05-13T16:53:20Z).

Diagram struktury KSUID

Przypadki użycia KSUID

KSUID są szczególnie przydatne w następujących scenariuszach:

1. Systemy rozproszone: Gdy potrzebujesz unikalnych identyfikatorów w wielu serwerach lub usługach bez koordynacji.

2. Dane sortowalne według czasu: Gdy chcesz sortować dane według czasu utworzenia bez przechowywania osobnego znacznika czasu.

3. Klucze bazy danych: Jako klucze główne w bazach danych, szczególnie w rozproszonych bazach danych, gdzie autoinkrementujące się liczby całkowite nie są odpowiednie.

4. Bezpieczne identyfikatory URL: Do tworzenia krótkich, unikalnych, bezpiecznych identyfikatorów URL dla zasobów w aplikacjach internetowych.

5. Korelacja logów: Aby skorelować wpisy logów w różnych usługach w architekturze mikroserwisów.

Zalety KSUID

KSUID oferują kilka zalet w porównaniu do innych systemów identyfikacji:

1. Sortowalność: W przeciwieństwie do UUID, KSUID mogą być sortowane chronologicznie, co jest przydatne do indeksowania bazy danych i analizy logów.

2. Brak konieczności koordynacji: W przeciwieństwie do identyfikatorów autoinkrementujących, KSUID mogą być generowane niezależnie przez różne serwery bez ryzyka kolizji.

3. Kompaktowa reprezentacja: Przy długości 27 znaków, KSUID są bardziej kompaktowe niż UUID, gdy są reprezentowane jako ciągi.

4. Wbudowany znacznik czasu: Wbudowany znacznik czasu pozwala na sortowanie i filtrowanie oparte na czasie bez potrzeby przechowywania osobnego pola znaczników czasu.

5. Bezpieczne dla URL: Kodowanie base62 sprawia, że KSUID są bezpieczne do użycia w URL bez dodatkowego kodowania.

6. Zmniejszone prawdopodobieństwo kolizji: 16-bajtowy składnik losowy sprawia, że kolizje są niezwykle mało prawdopodobne, nawet przy wysokich wskaźnikach generacji.

Jak korzystać z tego generatora

1. Wprowadź dodatkowe parametry, jeśli to konieczne (np. niestandardowy znacznik czasu).
2. Kliknij przycisk "Generuj KSUID", aby utworzyć nowy KSUID.
3. Wygenerowany KSUID zostanie wyświetlony w polu wyjściowym.
4. Możesz wygenerować wiele KSUID, powtarzając kroki 1-3.
5. Użyj przycisku "Kopiuj" obok każdego KSUID, aby skopiować go do schowka.
6. Opcjonalnie, użyj funkcji "Eksportuj", aby pobrać listę wygenerowanych KSUID.

Pamiętaj, że każdy KSUID jest unikalny i powinien być używany tylko raz. Generuj nowy KSUID za każdym razem, gdy potrzebujesz unikalnego identyfikatora.

Przykłady kodu

Oto przykłady generowania KSUID w różnych językach programowania:

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

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

1// Java
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("Wygenerowany KSUID: " + 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 << "Wygenerowany KSUID: " << newId.string() << std::endl;
8    return 0;
9}
10

1## Ruby
2require 'ksuid'
3
4new_id = KSUID.new
5puts "Wygenerowany KSUID: #{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 "Wygenerowany KSUID: " . $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("Wygenerowany KSUID: %s\n", newId.String())
12}
13

1// Swift
2import KSUID
3
4let newId = KSUID()
5print("Wygenerowany KSUID: \(newId)")
6

Referencje

1. Repozytorium KSUID na GitHubie Segment: https://github.com/segmentio/ksuid
2. "Generowanie dobrych unikalnych identyfikatorów" autorstwa Petera Bourgona: https://peter.bourgon.org/blog/2019/05/20/generating-good-unique-ids.html
3. Specyfikacja KSUID: https://github.com/segmentio/ksuid/blob/master/README.md