UUID是什么 ?
UUID 是指Universally Unique Identifier，翻译为中文是通用唯一识别码，UUID 的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。如此一来，每个人都可以创建不与其它人冲突的 UUID，就不需考虑数据库创建时的名称重复问题。
定义
UUID 是由一组32位数的16进制数字所构成，是故 UUID 理论上的总数为1632=2128，约等于3.4 x 10123。
也就是说若每纳秒产生1百万个 UUID，要花100亿年才会将所有 UUID 用完
格式
UUID 的十六个八位字节被表示为 32个十六进制数字，以连字号分隔的五组来显示，形式为 8-4-4-4-12，总共有 36个字符（即三十二个英数字母和四个连字号）。例如：
123e4567-e89b-12d3-a456-426655440000
xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx
数字 M的四位表示 UUID 版本，当前规范有5个版本，M可选值为1, 2, 3, 4, 5 ；
数字 N的一至四个最高有效位表示 UUID 变体( variant )，有固定的两位10xx因此只可能取值8, 9, a, b
UUID版本通过M表示，当前规范有5个版本，M可选值为1, 2, 3, 4, 5。这5个版本使用不同算法，利用不同的信息来产生UUID，各版本有各自优势，适用于不同情景。具体使用的信息
- version 1, date-time & MAC address
- version 2, date-time & group/user id
- version 3, MD5 hash & namespace
- version 4, pseudo-random number
- version 5, SHA-1 hash & namespace
使用较多的是版本1和版本4，其中版本1使用当前时间戳和MAC地址信息。版本4使用(伪)随机数信息，128bit中，除去版本确定的4bit和variant确定的2bit，其它122bit全部由(伪)随机数信息确定。
因为时间戳和随机数的唯一性，版本1和版本4总是生成唯一的标识符。若希望对给定的一个字符串总是能生成相同的 UUID，使用版本3或版本5。
随机 UUID 的重复机率
Java中 UUID 使用版本4进行实现，所以由java.util.UUID类产生的 UUID，128个比特中，有122个比特是随机产生，4个比特标识版本被使用，还有2个标识变体被使用。利用生日悖论，可计算出两笔 UUID 拥有相同值的机率约为
其中x为 UUID 的取值范围，n为 UUID 的个数。
以下是以 x = 2122 计算出n笔 UUID 后产生碰撞的机率：
| n | 机率 |
|---|---|
| 68,719,476,736 = 236 | 0.0000000000000004 (4 x 10-16) |
| 2,199,023,255,552 = 241 | 0.0000000000004 (4 x 10-13) |
| 70,368,744,177,664 = 246 | 0.0000000004 (4 x 10-10) |
换句话说，每秒产生10亿笔 UUID ，100年后只产生一次重复的机率是50%。如果地球上每个人都各有6亿笔 UUID，发生一次重复的机率是50%。与被陨石击中的机率比较的话，已知一个人每年被陨石击中的机率估计为170亿分之1，也就是说机率大约是0.00000000006 (6 x 10-11)，等同于在一年内生产2000亿个 UUID 并发生一次重复。
综上所述，产生重复 UUID 并造成错误的情况非常低，是故大可不必考虑此问题。
机率也与随机数产生器的质量有关。若要避免重复机率提高，必须要使用基于密码学上的强伪随机数产生器来生成值才行。
Java实现
Java中 UUID 对版本4进行了实现，原理是由强伪随机数生成器生成伪随机数。
/**
* 使用静态工厂来获取版本4（伪随机数生成器）的 UUID
* Static factory to retrieve a type 4 (pseudo randomly generated) UUID.
* 这个UUID生成使用了强加密的伪随机数生成器(PRNG)
* The {@code UUID} is generated using a cryptographically strong pseudo
* random number generator.
*
* @return A randomly generated {@code UUID}
*/
public static UUID randomUUID() {
// 与Random(弱伪随机数生成器)不一样，SecureRandom是强伪随机数生成器，结果不可预测
// 使用SecureRandom生成随机数，替换version和variant就是 UUID
SecureRandom ng = Holder.numberGenerator;
byte[] randomBytes = new byte[16];
ng.nextBytes(randomBytes);
randomBytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
randomBytes[6] |= 0x40; /* set to version 4 */
randomBytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
randomBytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(randomBytes);
}
/**
* 对版本3的实现，对于给定的字符串（name）总能生成相同的UUID
* Static factory to retrieve a type 3 (name based) {@code UUID} based on
* the specified byte array.
*
* @param name
* A byte array to be used to construct a {@code UUID}
*
* @return A {@code UUID} generated from the specified array
*/
public static UUID nameUUIDFromBytes(byte[] name) {
MessageDigest md;
try {
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
} catch (NoSuchAlgorithmException nsae) {
throw new InternalError("MD5 not supported", nsae);
}
byte[] md5Bytes = md.digest(name);
md5Bytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
md5Bytes[6] |= 0x30; /* set to version 3 */
md5Bytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
md5Bytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(md5Bytes);
}
生成 UUID
// Java语言实现
import java.util.UUID;
public class UUIDProvider{
public static String getUUID(){
return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
}
public static void main(String[] args) {
// 利用伪随机数生成版本为4,变体为9的UUID
System.out.println(UUID.randomUUID());
// 对于相同的命名空间总是生成相同的UUID,版本为3,变体为9
// 命名空间为"mwq"时生成的UUID总是为06523e4a-9a66-3687-9334-e41dab27cef4
System.out.println(UUID.nameUUIDFromBytes("mwq".getBytes()));
}
}
UUID是final类
public final class UUID implements java.io.Serializable, Comparable<UUID>
public final class Character implements java.io.Serializable, Comparable<Character>
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence
Byte b;
Short s;
Integer i;
Long l;
Character c;
Boolean b1;
Double d;
Float f;
String s1;
UUID uuid;
待补充
snowflake算法
guid
varient
SecureRandom 版本4的UUID生成原理，与Random的区别等
https://resources.infosecinstitute.com/random-number-generation-java/
https://www.saowen.com/a/d2f3430d15558a740d95b76ff04b242d59b08ea44847ff5941a9ded0e08a65c1
http://yizhenn.iteye.com/blog/2306293
mysql UUID
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/miscellaneous-functions.html#function_uuid
Leaf——美团点评分布式ID生成系统
参考链接:
https://www.ietf.org/rfc/rfc4122.txt