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ULID生成器 - 在线免费创建唯一可排序ID

免费的在线ULID生成器，使用Crockford Base32编码规则，创建长度固定为26个字符、按字典顺序可直接排序的唯一标识符。生成的每个ID都携带毫秒级时间戳信息，可读性优于随机UUID，非常适合用作数据库主键，以及分布式系统和API接口中需要按时间顺序排列的资源标识符。

ULID生成器

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文档

什么是 ULID？

ULID（通用唯一的字典序可排序标识符）是一种包含 26 个字符的代码，可用于标记数据库中的记录或分布式系统中的事件。它将当前时间与随机数据结合起来，因此按字母顺序对 ULID 列表排序后，结果也会按照每个 ULID 的创建时间排序。ULID 生成器就是用于生成这类代码的工具。

ULID 的结构

ULID 由两个部分组成，中间没有分隔符，依次写在一起：

  • 时间戳（10 个字符）：自 1970 年 1 月 1 日（Unix 纪元）以来经过的毫秒数，最多占用 48 位。
  • 随机部分（16 个字符）：80 位随机数据，用于确保同一毫秒内创建的两个 ULID 几乎肯定不同。

两个部分都使用 Crockford Base32 字母表表示：数字 0-9 和字母 A-Z，但不包含 I、L、O、U 四个字母。省略这四个字母，是因为它们可能与数字 0、1 或彼此混淆。最终得到的字符串长度较短，便于朗读，也可以直接安全地放入 URL。

ULID 的计算方式

ULID 生成器分三个步骤构建标识符。

  1. 读取当前时间，单位为自 Unix 纪元以来的毫秒数。这是一个 48 位数字。
  2. 生成 80 位随机数据，通常使用加密安全的随机数生成器，从而得到 10 个随机字节。
  3. 分别编码两个部分，使用 Crockford Base32 字母表：48 位时间戳变为 10 个字符，80 位随机值变为 16 个字符。将这两个编码后的字符串连接起来，就得到最终的 26 字符 ULID。

编码时每次读取 5 位，因为每个 Base32 字符表示 32 种可能值中的一种（2^5 = 32）。10 个字符最多可容纳 50 位，足以表示 48 位时间戳。16 个字符正好容纳 80 位，与随机部分完全匹配，不会剩余位。

计算示例

假设 ULID 生成器在时间戳 1712345678901（自纪元以来的毫秒数）运行，并生成随机字节 [12, 240, 88, 3, 199, 45, 6, 231, 128, 17]。

步骤 1——编码时间戳。 反复将 1712345678901 除以 32，每次取余数，再从最后一个余数读到第一个余数（这是标准的进制转换方法）。结果是 10 字符字符串 01HTQW311N。

步骤 2——编码随机部分。 将 10 个随机字节组合成一个 80 位数据流，然后每次读取 5 位，并将每个 5 位分组转换为一个 Base32 字符。结果是 16 字符字符串 1KR5G0Y75M3EF00H。

步骤 3——连接两个部分。 最终的 ULID 为：

101HTQW311N 1KR5G0Y75M3EF00H
2

去掉空格后写作：01HTQW311N1KR5G0Y75M3EF00H，总长度为 26 个字符。

使用此生成器

生成器在浏览器中运行。每个 ULID 都由浏览器时钟和浏览器加密随机数生成器生成的 80 位全新随机数据构成，因此不会向服务器发送或从服务器获取任何标识符。

  • ULID 数量接受 1 到 50 之间的整数。默认值为 1。
  • 生成 ULID会生成一批新的 ULID。更改数量也会生成一批新的 ULID。
  • 结果中的复制会复制对应的单个 ULID。显示多个 ULID 时，全部复制会复制整个列表，每行一个 ULID。
  • 重置会将数量恢复为 1，并生成一个新的 ULID。

结果下方的“ULID 结构”面板会将该批次中的第一个 ULID 拆分为两个部分：前 10 个字符（时间戳）和后 16 个字符（随机部分）。

ULID 与 UUID 的比较

特性ULIDUUID（版本 4）
长度26 个字符36 个字符（包含连字符）
可按创建时间排序是否
编码方式Crockford Base32十六进制
包含时间戳是（48 位）否
无需转义即可用于 URL是是

这两种格式都旨在生成跨系统唯一的标识符，无需由中央机构统一分配编号。两者在实际使用中的主要区别是排序方式：ULID 以时间戳开头，因此直接按纯文本对 ULID 排序时，也会按时间排序。随机 UUID 不具备这一特性，因为其中的每一部分都是随机的。

常见用途

  • 数据库主键：ULID 允许数据库按照大致的插入顺序为新行建立索引，许多数据库引擎处理这种索引时比处理完全随机的键更高效。
  • 分布式系统：不同服务器可以独立生成 ULID，无需与中央计数器协调，生成结果仍几乎肯定是唯一的。
  • 事件日志：由于 ULID 按时间排序，事件 ID 列表也可以作为粗略的时间线。
  • API 和文件标识符：固定的 26 字符、适合 URL 的格式可以方便地用于网址和文件名。

相关的标识符格式还包括 KSUID，它同样会编码时间戳以支持排序；以及 Snowflake ID，由 Twitter 等机构使用，将时间戳、机器标识符和计数器组合在一起。

代码示例

下面的每个示例都按照 ULID 规范所描述的方式构建 ULID：将 48 位时间戳编码为 10 个 Crockford Base32 字符，将 80 位随机数据编码为另外 16 个字符，然后将两部分连接起来。

JavaScript

1const ENCODING_CHARS = '0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ';
2
3function encodeULID(time, randomBytes) {
4  // Timestamp: 48 bits -> 10 characters
5  let timestampStr = '';
6  let t = time;
7  for (let i = 0; i < 10; i++) {
8    timestampStr = ENCODING_CHARS[t % 32] + timestampStr;
9    t = Math.floor(t / 32);
10  }
11
12  // Randomness: 80 bits -> 16 characters
13  let result = timestampStr;
14  let bits = 0;
15  let bitCount = 0;
16  for (let i = 0; i < 10; i++) {
17    bits = (bits << 8) | randomBytes[i];
18    bitCount += 8;
19    while (bitCount >= 5) {
20      bitCount -= 5;
21      result += ENCODING_CHARS[(bits >> bitCount) & 0x1f];
22    }
23  }
24  return result;
25}
26
27function generateULID() {
28  const randomBytes = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(10));
29  return encodeULID(Date.now(), randomBytes);
30}
31
32console.log(generateULID());
33

Python

1import os
2import time
3
4ENCODING_CHARS = "0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ"
5
6def encode_ulid(time_ms, random_bytes):
7    # Timestamp: 48 bits -> 10 characters
8    chars = []
9    t = time_ms
10    for _ in range(10):
11        chars.append(ENCODING_CHARS[t % 32])
12        t //= 32
13    timestamp_part = "".join(reversed(chars))
14
15    # Randomness: 80 bits -> 16 characters
16    bits = 0
17    bit_count = 0
18    random_part = []
19    for byte in random_bytes:
20        bits = (bits << 8) | byte
21        bit_count += 8
22        while bit_count >= 5:
23            bit_count -= 5
24            random_part.append(ENCODING_CHARS[(bits >> bit_count) & 0x1F])
25
26    return timestamp_part + "".join(random_part)
27
28def generate_ulid():
29    return encode_ulid(int(time.time() * 1000), os.urandom(10))
30
31print(generate_ulid())
32

Java

1import java.security.SecureRandom;
2import java.time.Instant;
3
4public class ULIDGenerator {
5    private static final SecureRandom random = new SecureRandom();
6    private static final char[] ENCODING_CHARS =
7        "0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ".toCharArray();
8
9    public static String generateULID() {
10        long timestamp = Instant.now().toEpochMilli();
11        byte[] randomBytes = new byte[10];
12        random.nextBytes(randomBytes);
13
14        // Timestamp: 48 bits -> 10 characters
15        char[] timestampChars = new char[10];
16        long t = timestamp;
17        for (int i = 9; i >= 0; i--) {
18            timestampChars[i] = ENCODING_CHARS[(int) (t % 32)];
19            t /= 32;
20        }
21
22        // Randomness: 80 bits -> 16 characters
23        StringBuilder result = new StringBuilder(new String(timestampChars));
24        long bits = 0;
25        int bitCount = 0;
26        for (byte b : randomBytes) {
27            bits = (bits << 8) | (b & 0xFF);
28            bitCount += 8;
29            while (bitCount >= 5) {
30                bitCount -= 5;
31                result.append(ENCODING_CHARS[(int) ((bits >> bitCount) & 0x1F)]);
32            }
33        }
34        return result.toString();
35    }
36
37    public static void main(String[] args) {
38        System.out.println(generateULID());
39    }
40}
41

常见问题

ULID 用于什么？
ULID 可用作数据库行、API 资源或日志事件的唯一标识符，适用于同时需要按照创建时间排序的场景。

ULID 有多长？
ULID 的长度始终为 26 个字符：时间戳占 10 个字符，随机部分占 16 个字符。

ULID 使用什么编码？
ULID 使用 Crockford Base32 字母表，由数字 0-9 和字母 A-Z 组成，但移除了 I、L、O、U，以避免与其他字符混淆。

ULID 与 UUID 有什么区别？
ULID 会按照创建时间排序，长度为 26 个字符。随机 UUID（版本 4）不会按时间排序，包含连字符在内的长度为 36 个字符。

两个 ULID 发生冲突的可能性有多大？
80 位随机数据使发生冲突的可能性极低。在同一毫秒内生成大约 1.3 万亿个 ULID，才会达到任意两个 ULID 相同的概率为 50%。

没有互联网连接时能否生成 ULID？
可以。ULID 只需要本地时钟和随机数生成器，因此可以完全离线创建。

参考资料

  1. “ULID 规范。”GitHub，https://github.com/ulid/spec。
  2. “Crockford Base32 编码。”http://www.crockford.com/base32.html。