公众号：疾风追马

前言

有一次面试，面试官问我UUID会不会重复，我当时只知道UUID是通用唯一识别码，既然是唯一，那肯定就不会重复呀。事实证明当前的我还是太年轻了，今天就来一次讲清楚UUID的知识。

正文

什么是UUID?

通用唯一识别码（英语：Universally Unique Identifier，缩写：UUID）是用于计算机体系中以识别信息的一个128位标识符。

UUID按照标准方法生成时，在实际应用中具有唯一性，且不依赖中央机构的注册和分配。UUID重复的概率接近零，可以忽略不计。

因此，所有人都可以自行建立和使用UUID，而且几乎可以确定其不会与既有的标识符重复。也因为如此，在不同地方产生的UUID可以使用于同一个数据库或同一个频道中，而且几乎不可能重复。

UUID的应用相当普遍，许多计算平台都提供了对于生成和解析UUID的支持。

这是百科里关于UUID的描述，大多数人对于UUID的理解可能也就到这里了，但是为什么是重复概率接近零，而不是绝对不会重复呢？

UUID的版本

UUID目前标准版中有5个版本，这里版本的意思，其实就是生成规则，不同版本生成规则不同。

版本1的UUID是根据时间和节点ID（通常是MAC地址）生成；

版本2的UUID是根据标识符（通常是组或用户ID）、时间和节点ID生成；

版本3、版本5透过对命名空间（namespace）标识符和名称进行散列生成确定性的UUID；

版本4的UUID则使用随机性或伪随机性生成。

如何识别UUID的版本

这是版本4的UUID，第二个-后第一位就是他的版本号啦~

Java中的UUID

    /**
     * Static factory to retrieve a type 4 (pseudo randomly generated) UUID.
     *
     * The {@code UUID} is generated using a cryptographically strong pseudo
     * random number generator.
     *
     * @return  A randomly generated {@code UUID}
     */
    public static UUID randomUUID() {
        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);
    }

    /**
     * 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);
    }

java中的UUID类位于java.util包下

randomUUID 这个方法是类型4的随机数生成的，也是我们最常用的

nameUUIDFromBytes 这个则是类型3基于名称生成的

我们来通过代码验证一下

UUID uuid1 = UUID.nameUUIDFromBytes(new byte[]{'a', 'b', 'c'});
System.out.println("uuid1 = " + uuid1);
UUID uuid2 = UUID.nameUUIDFromBytes(new byte[]{'a', 'b', 'c'});
System.out.println("uuid2 = " + uuid2);
UUID uuid3 = UUID.randomUUID();
System.out.println("uuid3 = " + uuid3);
UUID uuid4 = UUID.randomUUID();
System.out.println("uuid4 = " + uuid4);

uuid1 = 90015098-3cd2-3fb0-9696-3f7d28e17f72
uuid2 = 90015098-3cd2-3fb0-9696-3f7d28e17f72
uuid3 = 2fd31523-bffb-4a7d-8cb9-a8b9c398822e
uuid4 = af06ce71-6da4-4fdc-bc2b-096c99dbaba5

用nameUUIDFromBytes这个方法，如果传入的字符数组相同，那么生成UUID也会相同

而用randomUUID这个方法则不会生成相同的UUID

冲突概率

UUID 的标准型式包含 32 个 16 进制数字，以连字号分为五段，形式为 8-4-4-4-12 的 32 个字符。示例：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000

因为是16进制，每个位置有16种情况，共32个字符，理论上能生成不重复的结果总共有 16^32=2^128种，约等于 3.4 x 10^38。

这是一个非常非常大的数字，想想看，一亿也只是10^8。

我们再来计算冲突的概率，

假设已经生成了1个UUID，那么下一次生成发生冲突的概率是 1/3.4 x 10^38

假设已经生成了2个UUID，那么下一次生成发生冲突的概率是 2/3.4 x 10^38

...

随着我们已经生成的UUID不断变多，下次发生冲突的概率也在不断变大，但是因为总量实在太大，所以尽管概率一直在变大，也可以完全忽略不计

总结

严谨来讲，UUID可能会发生冲突，因为总量大，发生冲突的可能性极小，可以忽略不计

优点:

• 本地生成 ID，不需要进行远程调用，没有网络耗时
• 基本没有性能上限

缺点:

• 可读性差
• 长度过长，16 字节 128 位，生成的 UUID 通常是 36 位 (包含 -)，不适合作为数据库主键，如果作为主键，二级索引 (非主键索引) 会占用很大的空间。
• 无法保证趋势递增，在 MySQL 的 InnoDB 引擎下，新插入数据会根据主键来寻找合适位置，会导致频繁的移动、分页增加了很多开销。

在线生成UUID的网站：UUID Online