UUID （Universally Unique Identifier，通用唯一標(biāo)識(shí)）是一個(gè)128位的用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以識(shí)別信息的數(shù)目，雖然生成UUID的概率不為零，但是無限接近零，因此可以忽略不記，如此一來，每個(gè)人都可以建立不與其他人沖突的UUID。

UUID格式組成

規(guī)范的文本中，UUID的十六個(gè)八位字節(jié)標(biāo)識(shí)位32個(gè)十六進(jìn)制（基數(shù)16）數(shù)字，顯示在由字符分割的五個(gè)組中，8-4-4-4-12總格36個(gè)字符（32個(gè)字母數(shù)字字符和4個(gè)連字符），如：

123e4567-e89b-12d3-a456-426655440000
xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

其中M代表版本，由下面的知識(shí)可知，這個(gè)UUID 可能是通過Python的 uuid.uuid1(node, clock_seq)生成

Python 中的uuid 模塊

在Python 2.5以后引入，接口包括：不可變對(duì)象UUID（UUID類）和函數(shù)uuid1()、uuid3()、uuid4()、uuid5(),后面四個(gè)函數(shù)用于生成“RFC 4122” 規(guī)范中指定的第1、3、4、5版UUID。具體算法如下：

UUID()

class uuid.UUID([hex[, bytes[, bytes_le[, fields[, int[, version]]]]]]) 
　　該類用于從參數(shù)給定的內(nèi)容中實(shí)例化UUID對(duì)象（hex, bytes, bytes_le, fields, int 必須且只能指定一個(gè)）：
　　hex：指定32個(gè)字符以創(chuàng)建UUID對(duì)象，當(dāng)指定一個(gè)32個(gè)字符構(gòu)成的字符串來創(chuàng)建一個(gè)UUID對(duì)象時(shí)，花括號(hào)、連字符和URN前綴等都是可選的；
　　bytes：指定一個(gè)大端字節(jié)序的總長16字節(jié)的字節(jié)串來創(chuàng)建UUID對(duì)象；
　　bytes_le：指定一個(gè)小端字節(jié)序的總長16字節(jié)的字節(jié)串來創(chuàng)建UUID對(duì)象；
　　fields：指定6個(gè)整數(shù)域，共計(jì)128位來創(chuàng)建UUID（其中，32位作為time_low段，16位作為time_mid段，16位作為time_hi_version段，8位作為clock_seq_hi_variant段，8位作為clock_seq_low段，48位作為node段）；
　　int：直接指定一個(gè)長度為128個(gè)二進(jìn)制位的整數(shù)用于創(chuàng)建UUID對(duì)象；
　　version：（可選）指定UUID的版本，從1到5，一旦指定了該參數(shù)，生成的UUID將具有自己的變體（variant）和版本數(shù)，具體請(qǐng)參考RFC 4122

下面的各種方法創(chuàng)建相同的UUID對(duì)象

u = UUID('{12345678-1234-5678-1234-567812345678}')
u = UUID(hex = '12345678123456781234567812345678')
u = UUID('urn:uuid:12345678-1234-5678-1234-567812345678')
u = UUID(bytes='\x12\x34\x56\x78'*4)
u = UUID(bytes_le='\x78\x56\x34\x12\x34\x12\x78\x56' +
  '\x12\x34\x56\x78\x12\x34\x56\x78')
u = UUID(fields=(0x12345678, 0x1234, 0x5678, 0x12, 0x34, 0x567812345678))
u = UUID(int=0x12345678123456781234567812345678)

uuid1()

從主機(jī)ID、序列號(hào)和當(dāng)前時(shí)間生成UUID。如果未給定“node”，則使用getnode() 獲取硬件地址。如果給出“時(shí)鐘序列”，則將其用作序列號(hào)；否則，將選擇隨機(jī)的14位序列號(hào)。
# 源碼參考

def uuid(node=None, clock_seq=None):
　　...
　　return UUID(fields=(time_low, time_mid, time_hi_version, clock_seq_hi_variant, clock_seq_low, node), version=1)

fields 各個(gè)參數(shù)含義如下圖：

uuid3()

基于命名空間標(biāo)識(shí)符（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)UUID）和一個(gè)名稱（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)字符串）的MD5哈希值生成的UUID

# 源碼參考

 def uuid3(namespace, name):
     """Generate a UUID from the MD5 hash of a namespace UUID and a name."""
     from hashlib import md5
     hash = md5(namespace.bytes + bytes(name, "utf-8")).digest()
     return UUID(bytes=hash[:16], version=3)

uuid4()

基于隨機(jī)數(shù)生成的UUID

# 源碼參考

 import os
 def uuid4():
     """Generate a random UUID."""
     return UUID(bytes=os.urandom(16), version=4)

uuid5()

基于命名空間標(biāo)識(shí)符（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)UUID）和一個(gè)名稱（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)字符串）的SHA-1哈希值生成的UUID

# 源碼參考

 def uuid5(namespace, name):
     """Generate a UUID from the SHA-1 hash of a namespace UUID and a name."""
     from hashlib import sha1
     hash = sha1(namespace.bytes + bytes(name, "utf-8")).digest()
     return UUID(bytes=hash[:16], version=5)

由源碼可知，uuid1() 使用的是 UUID（fields=(...)）

　　　　　　uuid3()、uuid4()、uuid5() 均使用的是 UUID（bytes=...）

“RFC 4122” 推薦使用版本5（SHA1）而不是版本3（MD5）

uuid1() 中的getnode()

獲取硬件的地址并以48位二進(jìn)制長度的整數(shù)形式返回，這里所說的硬件地址是指網(wǎng)絡(luò)接口的MAC 地址，如果一個(gè)機(jī)器有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，可能返回其中的任一個(gè)。如果獲取失敗，將按照“RFC 4122” 的規(guī)定隨機(jī)返回48位數(shù)字，并將第8位設(shè)置為1（其組播位（第一個(gè)八位位組的最低有效位）設(shè)置為1）

關(guān)于uuid3()和uuid5()中提到的命名空間標(biāo)識(shí)符，uuid模塊定義了如下的備選項(xiàng)：

uuid.NAMESPACE_DNS

當(dāng)指定該命名空間時(shí)，參數(shù)name 是一個(gè)完全限定的（fully-qualified）域名

uuid.NAMESPACE_URL

當(dāng)指定該命名空間時(shí)，參數(shù)name 是一個(gè)URL

uuid.NAMESPACE_OID

當(dāng)指定該命名空間時(shí)，參數(shù)name 是一個(gè)ISO OID

uuid.NAMESPACE_X500

當(dāng)指定該命名空間時(shí)，參數(shù)name 是一個(gè)DER 中的X.500 DN或文本輸出格式

這些標(biāo)識(shí)符在源碼中統(tǒng)一指向 UUID('6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8')，因此命名空間僅僅作為標(biāo)識(shí)用，定義了name 參數(shù)的格式

UUID實(shí)際應(yīng)用

uuid1 適應(yīng)用分布式計(jì)算環(huán)境，具有高度的唯一性；

uuid3 和uuid5 適合于一定范圍的名字唯一，且需要或可能重復(fù)生成UUID 的環(huán)境下；

uuid4 最簡單，但完全隨機(jī)，不可控，建議可以在DRF 生成和驗(yàn)證JWT 時(shí)做用戶的SECRET_KEY 用，用來保證用戶每次登錄，異設(shè)備同時(shí)登錄，修改密碼等操作，JWT 失效問題

UUID 的劣勢

1.varchar(36)字符串占用空間比較大，但攜帶的信息很少，且不直觀

2.以此建立索引的時(shí)候，非常耗性能且慢

3.UUID 是無序的，但是業(yè)務(wù)系統(tǒng)很多時(shí)候希望生成的 是有序的，或者粗略有序

參考資料：

• uuid — UUID objects according to RFC 4122 https://docs.python.org/3/library/uuid.html
• Python--uuid http://www.cnblogs.com/Security-Darren/p/4252868.html
• Python 使用UUID 庫生成唯一ID https://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/5530902.html
• Universally unique identifier https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier
• 使用UUID的劣勢 https://blog.csdn.net/woshiyexinjie/article/details/83351677

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Python標(biāo)準(zhǔn)庫uuid模塊(生成唯一標(biāo)識(shí))的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python標(biāo)準(zhǔn)庫uuid模塊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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