ULID 是什么？比 UUID 更好用的全局唯一標(biāo)識(shí)符？

ULID ：Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier（通用唯一詞典分類標(biāo)識(shí)符）

UUID ：Universally Unique Identifier（通用唯一標(biāo)識(shí)符）

為什么不選擇UUID？

UUID 目前有 5 個(gè)版本：

版本1：在許多環(huán)境中是不切實(shí)際的，因?yàn)樗枰L問唯一的，穩(wěn)定的MAC地址，容易被攻擊；

版本2：將版本 1 的時(shí)間戳前四位換為 POSIX 的 UID 或 GID，問題同上；

版本3：基于 MD5 哈希算法生成，生成隨機(jī)分布的ID需要唯一的種子，這可能導(dǎo)致許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)碎片化；

版本4：基于隨機(jī)數(shù)或偽隨機(jī)數(shù)生成，除了隨機(jī)性外沒有提供其他信息；

版本5：通過 SHA-1 哈希算法生成，生成隨機(jī)分布的ID需要唯一的種子，這可能導(dǎo)致許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)碎片化；

這里面常用的就是 UUID4 了，但是，即使是隨機(jī)的，但是也是存在沖突的風(fēng)險(xiǎn)。

和 UUID 要么基于隨機(jī)數(shù)，要么基于時(shí)間戳不同，ULID 是既基于時(shí)間戳又基于隨機(jī)數(shù)，時(shí)間戳精確到毫秒，毫秒內(nèi)有1.21e + 24個(gè)隨機(jī)數(shù)，不存在沖突的風(fēng)險(xiǎn)，而且轉(zhuǎn)換成字符串比 UUID 更加友好。

ULID特性

ulid() # 01ARZ3NDEKTSV4RRFFQ69G5FAV

• 與UUID的128位兼容性

• 每毫秒1.21e + 24個(gè)唯一ULID

• 按字典順序(也就是字母順序)排序！

• 規(guī)范地編碼為26個(gè)字符串，而不是UUID的36個(gè)字符

• 使用Crockford的base32獲得更好的效率和可讀性（每個(gè)字符5位）

• 不區(qū)分大小寫

• 沒有特殊字符（URL安全）

• 單調(diào)排序順序（正確檢測(cè)并處理相同的毫秒）

ULID規(guī)范

以下是在python(ulid-py)中實(shí)現(xiàn)的ULID的當(dāng)前規(guī)范。二進(jìn)制格式已實(shí)現(xiàn)

01AN4Z07BY      79KA1307SR9X4MV3

|----------|    |----------------|
 Timestamp          Randomness
  10chars            16chars
   48bits             80bits

組成

時(shí)間戳

• 48位整數(shù)
• UNIX時(shí)間（以毫秒為單位）
• 直到公元10889年，空間都不會(huì)耗盡。

隨機(jī)性

• 80位隨機(jī)數(shù)
• 如果可能的話，采用加密技術(shù)保證隨機(jī)性

排序

最左邊的字符必須排在最前面，最右邊的字符必須排在最后（詞匯順序）。必須使用默認(rèn)的ASCII字符集。在同一毫秒內(nèi)，不能保證排序順序

編碼方式

如圖所示，使用了Crockford的Base32。該字母表不包括字母I，L，O和U，以避免混淆和濫用。

0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ

二進(jìn)制布局和字節(jié)順序

組件被編碼為16個(gè)八位位組。每個(gè)組件都以最高有效字節(jié)在前（網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序）進(jìn)行編碼。

0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                      32_bit_uint_time_high                    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     16_bit_uint_time_low      |       16_bit_uint_random      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                       32_bit_uint_random                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                       32_bit_uint_random                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

應(yīng)用場(chǎng)景

• 替換數(shù)據(jù)庫自增id，無需DB參與主鍵生成

• 分布式環(huán)境下，替換UUID，全局唯一且毫秒精度有序

• 比如要按日期對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分區(qū)分表，可以使用ULID中嵌入的時(shí)間戳來選擇正確的分區(qū)分表

• 如果毫秒精度是可以接受的（毫秒內(nèi)無序），可以按照ULID排序，而不是單獨(dú)的created_at字段

用法（python）

安裝

pip install ulid-py

創(chuàng)建一個(gè)全新的ULID。

時(shí)間戳記值（48位）來自 time.time()，精度為毫秒。

隨機(jī)值（80位）來自 os.urandom()。

>>> import ulid
>>> ulid.new()
<ULID('01BJQE4QTHMFP0S5J153XCFSP9')>

根據(jù)現(xiàn)有的128位值（例如UUID）創(chuàng)建新的ULID 。

支持ULID值類型有 int，bytes，str，和UUID。

>>> import ulid, uuid
>>> value = uuid.uuid4()
>>> value
UUID('0983d0a2-ff15-4d83-8f37-7dd945b5aa39')
>>> ulid.from_uuid(value)
<ULID('09GF8A5ZRN9P1RYDVXV52VBAHS')>

從現(xiàn)有時(shí)間戳值（例如datetime對(duì)象）創(chuàng)建新的ULID 。

支持時(shí)間戳值類型有int，float，str，bytes，bytearray，memoryview，datetime，Timestamp，和ULID

>>> import datetime, ulid
>>> ulid.from_timestamp(datetime.datetime(1999, 1, 1))
<ULID('00TM9HX0008S220A3PWSFVNFEH')>

根據(jù)現(xiàn)有的隨機(jī)數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的ULID。

支持隨機(jī)值類型有int，float，str，bytes，bytearray，memoryview，Randomness，和ULID。

>>> import os, ulid
>>> randomness = os.urandom(10)
>>> ulid.from_randomness(randomness)
>>> <ULID('01BJQHX2XEDK0VN0GMYWT9JN8S')>

一旦有了ULID對(duì)象，就有多種與之交互的方法。

timestamp()方法將為您提供ULID的前48位的時(shí)間戳快照，而randomness()方法將為您提供后80位的隨機(jī)數(shù)快照。

>>> import ulid
>>> u = ulid.new()
>>> u
<ULID('01BJQM7SC7D5VVTG3J68ABFQ3N')>
>>> u.timestamp()
<Timestamp('01BJQM7SC7')>
>>> u.randomness()
<Randomness('D5VVTG3J68ABFQ3N')>

更多詳細(xì)內(nèi)容，可查閱 Github：https://github.com/ahawker/ulid

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