关于UUID

介绍

UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)，由32位16进制数字构成，二进制共128位。

其目的是让分布式系统中的所有元素都能有唯一的识别信息。如此一来，每个人都可以创建不与其它人冲突的 UUID。

组成

UUID共有5部分组成：xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx，表现形式为8-4-4-4-12的32个字符。

如：df623885-68f9-47e0-b13c-bbd9600b6e71

• 16进制数字M表示UUID版本，当前有5个版本：1，2，3，4，5。这5个版本使用不同算法，利用不同的信息产生UUID，各版本有各自优势，适用于不同情景。具体使用的信息：

1. version 1, date-time & MAC address，当前时间戳 + MAC地址信息 生成
   1. 机器的MAC地址出厂后不能保证完全唯一，且之后 MAC 地址也可手动修改；
   2. MAC 地址的暴露会造成了隐私与安全问题；
   3. 若一台机子上的两个进程同时跑，有可能出现重复问题。
2. version 2, date-time & group/user id
3. version 3, MD5 hash & namespace
4. version 4, pseudo-random number，伪随机数信息 生成，最频繁使用
5. version 5, SHA-1 hash & namespace

• 16进制数字N的二进制位一至四个最高有效位表示UUID变体(variant)，有固定的两位10xx因此只可能取值8, 9, a, b
• 因为时间戳和随机数的唯一性，版本1和版本4总是生成唯一的标识符。若希望对给定的一个字符串总是能生成相同的 UUID，使用版本3或版本5。

Java实现

java.util.UUID封装了UUID的实现，来看看其中方法：

/**
 * Static factory to retrieve a type 4 (pseudo randomly generated) UUID.
 *
 * The {@code UUID} is generated using a cryptographically strong pseudo
 * random number generator.
 *
 * @return  A randomly generated {@code UUID}
 */
public static UUID randomUUID() {
    // 与Random(弱伪随机数生成器)不一样，SecureRandom是强伪随机数生成器，结果不可预测
    // 使用SecureRandom生成随机数，替换version和variant就是 UUID
    SecureRandom ng = Holder.numberGenerator;

    byte[] randomBytes = new byte[16];
    ng.nextBytes(randomBytes);
    randomBytes[6]  &= 0x0f;  /* clear version        */
    randomBytes[6]  |= 0x40;  /* set to version 4     */
    randomBytes[8]  &= 0x3f;  /* clear variant        */
    randomBytes[8]  |= 0x80;  /* set to IETF variant  */
    return new UUID(randomBytes);
}

可以从randomUUID()看到，这个UUID应该是基于随机数的，版本4的UUID。

/**
 * Static factory to retrieve a type 3 (name based) {@code UUID} based on
 * the specified byte array.
 *
 * @param  name
 *         A byte array to be used to construct a {@code UUID}
 *
 * @return  A {@code UUID} generated from the specified array
 */
public static UUID nameUUIDFromBytes(byte[] name) {
    MessageDigest md;
    try {
        md = MessageDigest.getInstance("MD5");
    } catch (NoSuchAlgorithmException nsae) {
        throw new InternalError("MD5 not supported", nsae);
    }
    byte[] md5Bytes = md.digest(name);
    md5Bytes[6]  &= 0x0f;  /* clear version        */
    md5Bytes[6]  |= 0x30;  /* set to version 3     */
    md5Bytes[8]  &= 0x3f;  /* clear variant        */
    md5Bytes[8]  |= 0x80;  /* set to IETF variant  */
    return new UUID(md5Bytes);
}

可以从nameUUIDFromBytes(byte[] name)看到，这个UUID应该是基于MD5和命名空间，版本3的UUID。对于给定的字符串（name）总能生成相同的UUID。

参考：

什么是 UUID ?

UUID 的五个版本