Forrest’s 博客🌐全局唯一ID生成方案
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Aug 19, 2024
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全局唯一ID
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uuid
是什么
uuid的全称是 universally unique identifier ，即通用唯一识别号，它由16字节（128byte）组成，可以用于唯一的标识信息。
格式为 8-4-4-4-12的16进制格式
使用
- 分隔不同的UUID版本
1. UUID v1 (基于时间)
UUID v1 是基于时间戳生成的，并使用了机器的MAC地址来保证唯一性。其结构如下：
- 前 60 位表示时间戳，单位是100纳秒（从1582年10月15日以来的时间）。
- 13 位表示时钟序列，用来防止同一时间生成多个UUID时产生冲突。
- 剩下的 48 位为节点标识符，通常为设备的 MAC 地址。
由于包含MAC地址，因此UUID v1可能会暴露硬件信息。
2. UUID v2 (DCE 安全)
UUID v2 类似于 v1，但根据用户的本地标识（如UID或GID）和时间戳生成。这种UUID较少使用。
3. UUID v3 (基于命名空间的散列)
UUID v3 使用命名空间和用户指定的名称生成。它基于MD5哈希算法，即根据命名空间和名称的MD5哈希值生成唯一标识符。此版本可以确保同一名称在同一命名空间下生成的UUID始终相同。
命名空间有四种标准类型：
DNS：基于域名系统
URL：基于URL
OID：基于对象标识符
X.500 DN：基于X.500目录名
4. UUID v4 (随机生成)
UUID v4 是目前最常用的版本，使用随机数生成器生成UUID。其128位中的122位是随机生成的，剩余6位用于版本信息和其他元数据。这使得v4版本的UUID具有较高的随机性和唯一性。
生成UUID v4的关键是使用高质量的随机数生成器，保证足够的随机性。
5. UUID v5 (基于命名空间的散列)
UUID v5 类似于 v3，但它使用的是SHA-1哈希算法而不是MD5，因此具有更高的安全性。和v3一样，v5生成的UUID对于相同的命名空间和名称也会一致。
使用场景
- 文件、资源的唯一标识
- 会话标识符
- 分布式系统中的标识符：微服务架构中生成全局唯一的请求 ID、事务 ID、任务 ID 等。
- 消息队列中的信息ID
雪花算法
是什么
雪花算法生成的ID通常是一个64位的整数，它的位结构如下：
- 第一段1位未使用，永远固定为0，因为ID为正数
- 第二段41位，为毫秒级时间（41位的长度可以使用69年）
- 第三段10位，为workID（10位的长度最多能部署1024个节点）
- 第四段为12位，表示每毫秒内的计数（12位的计数顺序号支持每个节点每毫秒支持产生4096个ID序号）
按照 1024个节点计算：每毫秒可以生成的ID序列号有 1024*4096=4194304，足以满足绝大多数业务场景
- 获取当前时间戳：计算当前时间与纪元时间的差值，以毫秒为单位。
- 生成ID：
- 将时间戳左移（41位），数据中心ID左移（5位），机器ID左移（5位），并将序列号添加到最低位。
- 组合所有部分，生成一个64位的整数ID。
雪花算法存在的问题
SnowFlake强依赖 时间戳，所以时间的变动会造成SnowFlake的算法产生错误；使用时需要注意时钟回拨的现象
具体实现
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