ULID比UUID更好的唯一标识

2022-10-23 0 1,078

ULID:Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier(通用唯一词典分类标识符)

UUID:Universally Unique Identifier(通用唯一标识符)

# 为什么不选择UUID

UUID 目前有 5 个版本:

版本1:在许多环境中是不切实际的,因为它需要访问唯一的,稳定的MAC地址,容易被攻击;

版本2:将版本 1 的时间戳前四位换为 POSIX 的 UID 或 GID,问题同上;

版本3:基于 MD5 哈希算法生成,生成随机分布的ID需要唯一的种子,这可能导致许多数据结构碎片化;

版本4:基于随机数或伪随机数生成,除了随机性外没有提供其他信息;

版本5:通过 SHA-1 哈希算法生成,生成随机分布的ID需要唯一的种子,这可能导致许多数据结构碎片化;

这里面常用的就是 UUID4 了,但是,即使是随机的,但是也是存在冲突的风险。

和 UUID 要么基于随机数,要么基于时间戳不同,ULID 是既基于时间戳又基于随机数,时间戳精确到毫秒,毫秒内有1.21e + 24个随机数,不存在冲突的风险,而且转换成字符串比 UUID 更加友好。

# ULID特性:

ulid() # 01ARZ3NDEKTSV4RRFFQ69G5FAV
  • 与UUID的128位兼容性
  • 每毫秒1.21e + 24个唯一ULID
  • 按字典顺序(也就是字母顺序)排序!
  • 规范地编码为26个字符串,而不是UUID的36个字符
  • 使用Crockford的base32获得更好的效率和可读性(每个字符5位)
  • 不区分大小写
  • 没有特殊字符(URL安全)
  • 单调排序顺序(正确检测并处理相同的毫秒)

# ULID规范

以下是在python(ulid-py)中实现的ULID的当前规范。二进制格式已实现

01AN4Z07BY      79KA1307SR9X4MV3

|----------|    |----------------| Timestamp          Randomness  10chars            16chars   48bits             80bits

# 组成

# 时间戳

  • 48位整数
  • UNIX时间(以毫秒为单位)
  • 直到公元10889年,空间都不会耗尽。

# 随机性

  • 80位随机数
  • 如果可能的话,采用加密技术保证随机性

# 排序

最左边的字符必须排在最前面,最右边的字符必须排在最后(词汇顺序)。必须使用默认的ASCII字符集。在同一毫秒内,不能保证排序顺序

# 编码方式

如图所示,使用了Crockford的Base32。该字母表不包括字母I,L,O和U,以避免混淆和滥用。

0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ

# 二进制布局和字节顺序

组件被编码为16个八位位组。每个组件都以最高有效字节在前(网络字节顺序)进行编码。

# 应用场景

  • 替换数据库自增id,无需DB参与主键生成
  • 分布式环境下,替换UUID,全局唯一且毫秒精度有序
  • 比如要按日期对数据库进行分区分表,可以使用ULID中嵌入的时间戳来选择正确的分区分表
  • 如果毫秒精度是可以接受的(毫秒内无序),可以按照ULID排序,而不是单独的created_at字段

# 用法(python)

安装

pip install ulid-py

创建一个全新的ULID。

时间戳记值(48位)来自 time.time(),精度为毫秒。

随机值(80位)来自 os.urandom()。

>>> import ulid>>> ulid.new()<ULID('01BJQE4QTHMFP0S5J153XCFSP9')>

 

根据现有的128位值(例如UUID)创建新的ULID 。

支持ULID值类型有 int,bytes,str,和UUID。

>>> import ulid, uuid>>> value = uuid.uuid4()>>> valueUUID('0983d0a2-ff15-4d83-8f37-7dd945b5aa39')>>> ulid.from_uuid(value)<ULID('09GF8A5ZRN9P1RYDVXV52VBAHS')>

 

从现有时间戳值(例如datetime对象)创建新的ULID 。

支持时间戳值类型有int,float,str,bytes,bytearray,memoryview,datetime,Timestamp,和ULID

>>> import datetime, ulid>>> ulid.from_timestamp(datetime.datetime(1999, 1, 1))<ULID('00TM9HX0008S220A3PWSFVNFEH')>

 

根据现有的随机数创建一个新的ULID。

支持随机值类型有int,float,str,bytes,bytearray,memoryview,Randomness,和ULID。

>>> import os, ulid>>> randomness = os.urandom(10)>>> ulid.from_randomness(randomness)>>> <ULID('01BJQHX2XEDK0VN0GMYWT9JN8S')>

 

一旦有了ULID对象,就有多种与之交互的方法。

timestamp()方法将为您提供ULID的前48位的时间戳快照,而randomness()方法将为您提供后80位的随机数快照。

>>> import ulid>>> u = ulid.new()>>> u<ULID('01BJQM7SC7D5VVTG3J68ABFQ3N')>>>> u.timestamp()<Timestamp('01BJQM7SC7')>>>> u.randomness()<Randomness('D5VVTG3J68ABFQ3N')>

github:https://github.com/ahawker/ulid

CSDT源码网 技术整理 ULID比UUID更好的唯一标识 https://www.csdt.net/198.html

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