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java代碼獲取UUID的實現(xiàn)示例

更新時間：2023年06月02日 11:01:59 作者：西晉的no1

本文主要介紹了java代碼獲取UUID的實現(xiàn)示例，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

什么是UUID

UUID 是指（Universally Unique Identifier）通用唯一識別碼，128位。RFC 4122描述了具體的規(guī)范實現(xiàn)。

現(xiàn)實問題

我們開發(fā)的時候，數(shù)據(jù)庫表總會有一個主鍵，以前我們可能會使用自增的數(shù)字作為主鍵。這樣做去確實查詢的時候比較快，但是在做系統(tǒng)集成或者數(shù)據(jù)遷移的的時候就麻煩了。這是id就有可能重復了。那么有什么比較好的方法解決這一問題呢？于是jdk1.5出了UUID這個類來生成唯一的字符串標識。

UUID作用

UUID 的目的是讓分布式系統(tǒng)中的所有元素都能有唯一的識別信息。如此一來，每個人都可以創(chuàng)建不與其它人沖突的 UUID，就不需考慮數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建時的名稱重復問題。其作用視場景而定。

目前最廣泛應用的 UUID，即是微軟的 Microsoft's Globally Unique Identifiers (GUIDs)，而其他重要的應用，則有 Linux ext2/ext3 檔案系統(tǒng)、LUKS 加密分割區(qū)、GNOME、KDE、Mac OS X 等等。

UUID定義

UUID使用16進制表示，共有36個字符(32個字母/數(shù)字+4個連接符"-")組成，格式為8-4-4-4-12 ；【一個字母/數(shù)字只代表4個bit，所以是(8+4+4+4+12)*4=128位；】

由一組32個16進制數(shù)碼(0-9a-z)所構(gòu)成，故 UUID 理論上的總數(shù)為，約等于

也就是說若每納秒產(chǎn)生1百萬個 UUID，要花100億年才會將所有 UUID 用完。

格式：

xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

示例：

96b31816-ae1c-11ed-904f-4531ee40a9e3

格式中M和N都有具體的含義

數(shù)字 M的四位表示 UUID 版本，當前規(guī)范有5個版本，M可選值為1, 2, 3, 4, 5 ；

數(shù)字 N的一至四個最高有效位表示 UUID 變體( variant )，有固定的兩位10xx因此只可能取值8, 9, a, b。

這5個版本使用不同算法，利用不同的信息來產(chǎn)生UUID，各版本有各自優(yōu)勢，適用于不同情景。具體使用的信息

版本 1：UUID 是根據(jù)時間和 MAC 地址生成的；
版本 2：UUID 是根據(jù)標識符（通常是組或用戶 ID）、時間和節(jié)點 ID生成的；
版本 3：UUID 是通過散列（MD5 作為散列算法）名字空間（namespace）標識符和名稱生成的；
版本 4：UUID 使用隨機性或偽隨機性生成；
版本 5：類似于版本 3（SHA1 作為散列算法）。

故UUID每個版本不是根據(jù)精度區(qū)分的，Version5并不會比Version1精度高，在精度上，大家都能保證唯一性，重復的概率近乎于0。

為了能兼容過去的 UUID，以及應對未來的變化，因此有了變體（Variants）這一概念。

目前已知的變體有下面 4 種：

變體 0：格式為 0xxx，為了向后兼容預留。
變體 1：格式為 10xx，當前正在使用的。
變體 2：格式為 11xx，為早期微軟的 GUID 預留。
變體 3：格式為 111x，為將來的擴展預留，目前暫未使用。

在上例中，M 是 1，N 是 a（二進制為 1010，符合 10xx 的格式），這就意味著這個 UUID 是“版本 1”、“變體 1”的 UUID。

目前大多數(shù)使用的 UUID 大都是變體 1，N 的取值是 8、9、a、b 中的一個。

version 1——date-time & MAC address

基于時間戳及MAC地址的UUID實現(xiàn)。它包括了48位的MAC地址和60位的時間戳，

v1為了保證唯一性，當時間精度不夠時，會使用13~14位的clock sequence來擴展時間戳，比如：

當UUID的生產(chǎn)成速率太快，超過了系統(tǒng)時間的精度。時間戳的低位部分會每增加一個UUID就+1的操作來模擬更高精度的時間戳，換句話說，就是當系統(tǒng)時間精度無會區(qū)分2個UUID的時間先后時，為了保證唯一性，會在其中一個UUID上+1。所以UUID重復的概率幾乎為0，時間戳加擴展的clock sequence一共有74bits,(2的74次方，約為1.8后面加22個零),即在每個節(jié)點下，每秒可產(chǎn)生1630億不重復的UUID(因為只精確到了秒,不再是74位，所以換算了一下)。

相對于其它版本，v1還加入48位的MAC地址，這依賴于網(wǎng)卡供應商能提供唯一的MAC地址，同時也可能通過它反查到對應的MAC地址。Melissa病毒就是這樣做到的。

Version2(date-time Mac address)

這是最神秘的版本，RFC沒有提供具體的實現(xiàn)細節(jié)，以至于大部分的UUID庫都沒有實現(xiàn)它，只在特定的場景(DCE security)才會用到。所以絕大數(shù)情況，我們也不會碰到它。

Version3,5(namespace name-based)

V3和V5都是通過hash namespace的標識符和名稱生成的。V3使用MD5作為hash函數(shù)，V5則使用SHA-1。

因為里面沒有不確定的部分，所以當namespace與輸入?yún)?shù)確定時，得到的UUID都是確定唯一的。

具體的流程就是

把namespace和輸入?yún)?shù)拼接在一起，如"http/http://wwwbaidu.com" ++ "/query=uuid"；

使用MD5算法對拼接后的字串進行hash，截斷為128位；

把UUID的Version和variant字段都替換成固定的;

如果需要to_string，需要轉(zhuǎn)為16進制和加上連接符"-"。

把V3的hash算法由MD5換成SHA-1就成了V5。

Version4(random)

這個版本使用最為廣泛:

其中4位代表版本，2-3位代表variant。余下的122-121位都是全部隨機的。即有2的122次方(5.3后面36個0)個UUID。一個標準實現(xiàn)的UUID庫在生成了2.71萬億個UUID會產(chǎn)生重復UUID的可能性也只有50%的概率：

這相當于每秒產(chǎn)生10億的UUID，持續(xù)85年，而把這些UUID都存入文件，每個UUID占16bytes,總需要45 EB(exabytes)，比目前最大的數(shù)據(jù)庫(PB)還要大很多倍。

UUID的重復概率

Java中 UUID 使用版本4進行實現(xiàn)，所以由java.util.UUID類產(chǎn)生的 UUID，128個比特中，有122個比特是隨機產(chǎn)生，4個比特標識版本被使用，還有2個標識變體被使用。利用生日悖論，可計算出兩筆 UUID 擁有相同值的機率約為

其中x為 UUID 的取值范圍，n為 UUID 的個數(shù)。

以下是以 x =

計算出n筆 UUID 后產(chǎn)生碰撞的機率：

換句話說，每秒產(chǎn)生10億筆 UUID ，100年后只產(chǎn)生一次重復的機率是50%。如果地球上每個人都各有6億筆 UUID，發(fā)生一次重復的機率是50%。與被隕石擊中的機率比較的話，已知一個人每年被隕石擊中的機率估計為170億分之1，也就是說機率大約是0.00000000006 (6 x )，等同于在一年內(nèi)生產(chǎn)2000億個 UUID 并發(fā)生一次重復。

Java獲取uuid示例

使用 JDK 原生的API

import java.util.UUID;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // JDK 原生的 API 獲取UUID
        // uuid版本3獲取uuid
        UUID uuid3 = UUID.nameUUIDFromBytes("test".getBytes());
        int version3 = uuid3.version();
        System.out.println("UUID3:" + uuid3 + " 版本 " + version3);
        // uuid版本4獲取uuid
        UUID uuid4 = UUID.randomUUID();
        int version4 = uuid4.version();
        System.out.println("UUID4:" + uuid4 + " 版本 " + version4);
        // 生成一個基于指定 UUID 字符串的 UUID 對象
        UUID uuid = UUID.fromString("098f6bcd-4621-3373-8ade-4e832627b4f6");
        int version = uuid.version();
        System.out.println("UUID_fromString:" + uuid + " 版本 " + version);
    }
}

nameUUIDFromBytes() 會生成一個版本 3 的UUID，不過需要傳遞一個名稱的字節(jié)數(shù)組作為參數(shù)。

randomUUID() 方法生成了一個版本 4 的 UUID，這也是生成 UUID最方便的方法。如果只使用原生 JDK 的話，基本上都用的這種方式。

fromString() 方法會生成一個基于指定 UUID 字符串的 UUID對象，如果指定的 UUID 字符串不符合 UUID 的格式，將拋出 IllegalArgumentException 異常。

使用com.fasterxml.uuid.Generators

除了使用 JDK 原生的 API 之外，還可以使用com.fasterxml.uuid.Generators，需要先在項目中加入該類的 Maven 依賴。

<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.uuid</groupId>
<artifactId>java-uuid-generator</artifactId>
<version>3.1.4</version>
</dependency>
</dependencies>

代碼：

import com.fasterxml.uuid.Generators;
import java.util.UUID;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // JDK 原生的 API 獲取UUID
        // uuid版本1獲取uuid
        UUID uuid1 = Generators.timeBasedGenerator().generate();
        System.out.println("UUID : " + uuid1);
        System.out.println("UUID 版本 : " + uuid1.version());
        // uuid版本4獲取uuid
        UUID uuid2 = Generators.randomBasedGenerator().generate();
        System.out.println("UUID : " + uuid2);
        System.out.println("UUID 版本 : " + uuid2.version());
    }
}

Generators.timeBasedGenerator().generate() 可用于生成版本1 的 UUID，Generators.randomBasedGenerator().generate() 可用于生成版本4 的 UUID。