通用唯一标识符 (uuid) 是计算机系统中用于唯一标识信息的 128 位标签。 uuid 被设计为在空间和时间上都是唯一的，允许它们在没有中央权威的情况下独立生成，从而最大限度地减少重复的风险。
uuid 有多种用途，包括：
- 识别数据库中的记录。
- 标记分布式系统中的对象。
- 在唯一性至关重要的应用程序中充当主键。
现实世界的用例
- 数据库：关系数据库中使用uuid作为主键，保证记录的唯一标识。
- 微服务：通过为请求和资源提供唯一标识符来促进服务通信。
- 物联网设备：唯一识别网络中的设备，确保可以聚合多个来源的数据而不会发生冲突。
使用uuid的优点和缺点
优点：
- 全局唯一性：uuid 极不可能发生冲突，这使得它们适合多个节点独立生成标识符的分布式系统。
- 不需要中央权威：它们可以在没有协调的情况下生成，这简化了分布式环境中的操作。
- 可扩展性：它们在需要跨多个服务器或服务进行扩展的系统中运行良好。
缺点：
- 存储大小：与传统整数 id（通常为 32 位）相比，uuid 消耗更多空间（128 位），这可能会导致存储成本增加。
- 性能问题：由于 uuid 的随机性和大小，索引 uuid 会降低数据库性能，导致查询时间比顺序 id 慢。
- 用户不友好：uuid 在用户界面中呈现时不容易记住或用户友好。
标准
uuid 的标准表示由 32 个十六进制字符组成，分为五组，用连字符分隔，遵循格式 8-4-4-4-12，总共 36 个字符（32 个字母数字加 4 个连字符） .
uuid 格式可以可视化如下：
xxxxxxxx-xxxx-mxxx-nxxx-xxxxxxxxxxxx
地点：
- m表示uuid版本。
- n 表示变体，这有助于解释 uuid 的布局。
uuid 的组成部分
- timelow：4 个字节（8 个十六进制字符），表示时间戳的低字段。
- timemid：2 个字节（4 个十六进制字符），表示时间戳的中间字段。
- timehighandversion：2 个字节（4 个十六进制字符），包含版本号和时间戳的高位字段。
- clocksequence：2 个字节（4 个十六进制字符），用于帮助避免冲突，特别是在快速连续生成多个 uuid 或调整系统时钟时。
- 节点：6个字节（12个十六进制字符），通常表示生成节点的mac地址。
uuid 的类型
版本 1：基于时间的 uuid，使用当前时间戳和生成节点的 mac 地址的组合。此版本确保跨空间和时间的唯一性。
版本 2：与版本 1 类似，但包含本地域标识符；然而，由于其局限性，它不太常用。
版本 3：使用命名空间标识符和名称的 md5 哈希生成的基于名称的 uuid。
版本 4：随机生成的 uuid，提供高度随机性和唯一性，仅保留少量位用于版本控制。
版本 5：与版本 3 类似，但使用 sha-1 进行哈希处理，使其比版本 3 更安全。
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变体
uuid 中的变体字段决定其布局和解释。最常见的变体包括：
- 变体 0：保留用于 ncs 向后兼容性。
- 变体 1：大多数 uuid 使用的标准布局。
- 变体 2：用于 dce 安全 uuid，不太常见。
- 变体 3：保留供将来定义。
例子
对于 版本 4，uuid 可能如下所示：
550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
这里：
- 41d4 表示这是版本 4。
- a7 代表变体，在本例中为常见的“leach-salz”变体。
uuid 是如何计算的
-
版本 1（基于时间）：
- 时间戳通常是自 1582 年 10 月 15 日（公历改革日期）以来 100 纳秒间隔的数量。
- 节点是生成uuid的机器的mac地址。
- 时钟序列有助于确保时钟时间发生变化时的唯一性（例如，由于系统重新启动）。
-
版本 3 和版本 5（基于名称）:
- 命名空间（如 dns 域）与名称（如文件路径或 url）组合并进行哈希处理。
- 然后将哈希值（版本 3 的 md5，版本 5 的 sha-1）构造为 uuid 格式，确保正确设置版本和变体字段。
-
版本 4（基于随机）：
- 为 uuid 的 122 位生成随机数或伪随机数。
- 版本和变体字段进行相应设置，确保符合 uuid 标准。
uuidv4 计算示例
第 1 步：生成 128 个随机位
假设我们生成以下 128 位随机值：
11001100110101101101010101111010101110110110111001011101010110110101111011010011011110100100101111001011
第 2 步：应用 uuidv4 版本和变体
版本：将第 12-15 位（第 4 个字符）替换为 0100（对于 uuid 版本 4）。
原来：1100 变成 0100 → 更新了这个位置的值。变体：将第 9 个字节的第 6-7 位替换为 10（对于 rfc 4122 变体）。
原来：11 变成 10 → 更新了该位置的值。
第3步：格式化为十六进制
将 128 位二进制转换为 5 个十六进制组：
- 32位组：11001100110101101101010101111010 → ccda55ba
- 16位组：1011101101101110 → b76e
- 16 位组：0100010101000101 → 4545（版本 4 为 0100）
- 16 位组：1010110111110010 → adf2（其中 10 为变体）
- 48位组：11010011011110100100101111001011 → d39d25cb
第 4 步：合并组
最终的 uuid 如下所示：
ccda55ba-b76e-4545-adf2-d39d25cb
