UUID

本文介绍了UUID的概念及其在时间和空间上的唯一性特点,探讨了UUID在不同场景的应用,并详细讲解了Python中uuid模块的使用方法,包括如何生成基于时间戳、名字散列值和随机数的UUID。

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1. 背景知识:

  UUID: 通用唯一标识符 ( Universally Unique Identifier ), 对于所有的UUID它可以保证在空间和时间上的唯一性. 它是通过MAC地址, 时间戳, 命名空间, 随机数, 伪随机数来保证生成ID的唯一性, 有着固定的大小( 128 bit ). 它的唯一性和一致性特点使得可以无需注册过程就能够产生一个新的UUID. UUID可以被用作多种用途, 既可以用来短时间内标记一个对象, 也可以可靠的辨别网络中的持久性对象.

  为什么要使用UUID?

  很多应用场景需要一个id, 但是又不要求这个id 有具体的意义, 仅仅用来标识一个对象. 常见的例子有数据库表的id 字段. 另一个例子是前端的各种UI库, 因为它们通常需要动态创建各种UI元素, 这些元素需要唯一的id , 这时候就需要使用UUID了.

2. Python的uuid模块

  python的uuid模块提供UUID类和函数uuid1(), uuid3(), uuid4(), uuid5() 来生成1, 3, 4, 5各个版本的UUID ( 需要注意的是: python中没有uuid2()这个函数). 对uuid模块中最常用的几个函数总结如下:
  1.uuid.uuid1([node[, clock_seq]]): 基于时间戳
  使用主机ID, 序列号, 和当前时间来生成UUID, 可保证全球范围的唯一性. 但由于使用该方法生成的UUID中包含有主机的网络地址, 因此可能危及隐私. 该函数有两个参数, 如果 node 参数未指定, 系统将会自动调用 getnode() 函数来获取主机的硬件地址. 如果 clock_seq 参数未指定系统会使用一个随机产生的14位序列号来代替.
  
  2. uuid.uuid3(namespace, name) : 基于名字的MD5散列值

  通过计算命名空间和名字的MD5散列值来生成UUID, 可以保证同一命名空间中不同名字的唯一性和不同命名空间的唯一性, 但同一命名空间的同一名字生成的UUID相同.

  4. uuid.uuid4() : 基于随机数

  通过随机数来生成UUID. 使用的是伪随机数有一定的重复概率.

  5. uuid.uuid5(namespace, name) : 基于名字的SHA-1散列值

  通过计算命名空间和名字的SHA-1散列值来生成UUID, 算法与 uuid.uuid3() 相同.

3. uuid模块的典型使用方法:

>>> import uuid

>>> # make a UUID based on the host ID and current time
>>> uuid.uuid1()
UUID('a8098c1a-f86e-11da-bd1a-00112444be1e')

>>> # make a UUID using an MD5 hash of a namespace UUID and a name
>>> uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, 'python.org')
UUID('6fa459ea-ee8a-3ca4-894e-db77e160355e')

>>> # make a random UUID
>>> uuid.uuid4()
UUID('16fd2706-8baf-433b-82eb-8c7fada847da')

>>> # make a UUID using a SHA-1 hash of a namespace UUID and a name
>>> uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, 'python.org')
UUID('886313e1-3b8a-5372-9b90-0c9aee199e5d')

>>> # make a UUID from a string of hex digits (braces and hyphens ignored)
>>> x = uuid.UUID('{00010203-0405-0607-0809-0a0b0c0d0e0f}')

>>> # convert a UUID to a string of hex digits in standard form
>>> str(x)
'00010203-0405-0607-0809-0a0b0c0d0e0f'

>>> # get the raw 16 bytes of the UUID
>>> x.bytes
'\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07\x08\t\n\x0b\x0c\r\x0e\x0f'

>>> # make a UUID from a 16-byte string
>>> uuid.UUID(bytes=x.bytes)
UUID('00010203-0405-0607-0809-0a0b0c0d0e0f')

参考资料:

Python_uuid模块参考手册 : https://docs.python.org/2/library/uuid.html

UUID算法 : http://www.ietf.org/rfc/rfc4122.txt

原文作者:会心一击
出处:http://www.cnblogs.com/lijingchn/

### UUID 的概念与生成方法 UUID(Universally Unique Identifier)是一种128位的全局唯一标识符,通常以32字节的字符串形式表示。UUID 的生成遵循开放软件基金会 (OSF) 制定的标准,其计算涉及以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码以及其他可能的数字组合[^1]。由于这些因素的参与,UUID 能够确保在同一时空中的所有机器上生成的值是唯一的。 #### Java 中的 UUID 生成示例 在 Java 中,从 JDK 1.5 开始提供了 `java.util.UUID` 类来生成 UUID。以下是一个简单的代码示例: ```java import java.util.UUID; public class Test { public static void main(String[] args) { UUID uuid = UUID.randomUUID(); System.out.println(uuid.toString()); } } ``` 上述代码通过调用 `UUID.randomUUID()` 方法生成一个随机的 UUID,并将其转换为字符串输出[^3]。 #### Python 中的 UUID 生成示例 Python 提供了内置的 `uuid` 模块用于生成和管理 UUIDUUID 在 Python 中可以通过五种不同的算法实现,每种算法对应一种生成方式[^2]。以下是一个使用默认算法生成 UUID 的示例: ```python import uuid # 生成一个随机的UUID random_uuid = uuid.uuid4() print(random_uuid) ``` 上述代码展示了如何使用 `uuid.uuid4()` 方法生成基于随机数的 UUID。 #### UUID 的主要生成算法 UUID 的生成算法主要包括以下五种[^2]: 1. **UUID Version 1**:基于时间戳和MAC地址生成。 2. **UUID Version 2**:基于DCE安全标准生成(较少使用)。 3. **UUID Version 3**:基于命名空间和MD5哈希函数生成。 4. **UUID Version 4**:基于随机数生成。 5. **UUID Version 5**:基于命名空间和SHA-1哈希函数生成。 #### UUID 的优缺点 - **优点**:UUID 的主要优势在于其全局唯一性,适用于分布式系统中需要唯一标识符的场景。 - **缺点**:生成的结果串较长,可能会占用较多存储空间。 ### 示例代码总结 无论是 Java 还是 Python,UUID 的生成都非常简单且高效。Java 使用 `java.util.UUID` 类,而 Python 使用内置的 `uuid` 模块。两种语言都支持多种生成算法,开发者可以根据实际需求选择合适的版本。
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