uuid

本文介绍了UUID(通用唯一标识符)的概念及其五种生成方法:基于时间戳、分布式计算环境、名字的MD5散列值、随机数及名字的SHA-1散列值。探讨了各种方法的特点与适用场景,并给出了Python中的实现示例。
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概述:

    UUID是128位的全局唯一标识符,通常由32字节的字符串表示。
    它可以保证时间和空间的唯一性,也称为GUID,全称为:
            UUID —— Universally Unique IDentifier      Python 中叫 UUID
            GUID —— Globally Unique IDentifier          C#  中叫 GUID

    它通过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。
    UUID主要有五个算法,也就是五种方法来实现:

       1、uuid1()——基于时间戳

               由MAC地址、当前时间戳、随机数生成。可以保证全球范围内的唯一性,
               但MAC的使用同时带来安全性问题,局域网中可以使用IP来代替MAC。

       2、uuid2()——基于分布式计算环境DCE(Python中没有这个函数)

                算法与uuid1相同,不同的是把时间戳的前4位置换为POSIX的UID。
                实际中很少用到该方法。

      3、uuid3()——基于名字的MD5散列值

                通过计算名字和命名空间的MD5散列值得到,保证了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相同的uuid。    

       4、uuid4()——基于随机数

                由伪随机数得到,有一定的重复概率,该概率可以计算出来。

       5、uuid5()——基于名字的SHA-1散列值

                算法与uuid3相同,不同的是使用 Secure Hash Algorithm 1 算法

使用方面:

    首先,Python中没有基于DCE的,所以uuid2可以忽略;
    其次,uuid4存在概率性重复,由无映射性,最好不用;
    再次,若在Global的分布式计算环境下,最好用uuid1;
    最后,若有名字的唯一性要求,最好用uuid3或uuid5。

编码方法:

    # -*- coding: utf-8 -*-

    import uuid

    name = "test_name"
    namespace = "test_namespace"

    print uuid.uuid1()  # 带参的方法参见Python Doc
    print uuid.uuid3(namespace, name)
    print uuid.uuid4()
    print uuid.uuid5(namespace, name)

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UUID 即 Universally Unique Identifier,中文为通用唯一识别码,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,这样每个人都可以创建不与其他人冲突的 UUID,无需考虑数据库创建时的名称重复问题[^2]。 由相关库生成的 UUID 可以合理地认为在一个系统中是唯一的,并且在所有系统中也是唯一的。例如,自内核 2.15.1 起,libuuid 是 util - linux - ng 包中的一部分;e2fsprogs 包中的 UUID 库也有相关实现[^3]。 微软按照 UUID 的规则实现了一套方法,称为 GUID,目的是保证全局唯一性,已应用在 Windows 的 COM、ActiveX 等技术上。需要注意的是,UUID 本质有多种版本,GUID 在不同使用场景实现的是不同的 UUID 版本,如 COM 使用 UUID 版本 1 进行实现[^5]。 Python 的 uuid 模块提供了 UUID 类和函数 uuid1()、uuid3()、uuid4()、uuid5() 来生成 1、3、4、5 各个版本的 UUID ,不过 Python 中没有 uuid2() 这个函数。使用 uuid1() 或 uuid4() 可以获得一个唯一的 ID,其中 uuid1() 包含了主机的网络名称,uuid4() 不涉及网络主机名,仅生成一个随机 UUID,从隐私保护角度 uuid4() 更加安全[^1]。 在使用方面,由于 Python 中没有基于 DCE 的,所以 uuid2 可忽略;uuid4 存在概率性重复且无映射性,最好不用;若在 Global 的分布式计算环境下,最好用 uuid1;若有名字的唯一性要求,最好用 uuid3 或 uuid5[^4]。 以下是 Python 中使用 uuid 模块生成 UUID 的示例代码: ```python import uuid # 使用 uuid1() 生成 UUID uuid_1 = uuid.uuid1() print(f"uuid1 生成的 UUID: {uuid_1}") # 使用 uuid4() 生成 UUID uuid_4 = uuid.uuid4() print(f"uuid4 生成的 UUID: {uuid_4}") # 使用 uuid3() 生成 UUID,需要命名空间和名称 namespace = uuid.NAMESPACE_DNS name = "example.com" uuid_3 = uuid.uuid3(namespace, name) print(f"uuid3 生成的 UUID: {uuid_3}") # 使用 uuid5() 生成 UUID,需要命名空间和名称 uuid_5 = uuid.uuid5(namespace, name) print(f"uuid5 生成的 UUID: {uuid_5}") ```
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