从零开发短视频电商 UUID的5个版本和缩短长度

定义

UUID是由一个16进制下的32位数所构成，故UUID理论上的总数为16³² =2¹²⁸，约等于3.4 x 10³⁸。也就是说若每纳秒（ns）产生1万亿个UUID，要花100亿年才会将所有UUID用完。

UUID的标准型式包含32个16进制数字，分为五段，形式为 8-4-4-4-12 的32个字符。示例：

550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000

格式

在其规范的文本表示中，UUID 的 16 个 8 位字节表示为 32 个十六进制（基数16）数字，显示在由连字符分隔 ‘-’ 的五个组中，“8-4-4-4-12” 总共 36 个字符（32 个字母数字字符和 4 个连字符）。

例如：

123e4567-e89b-12d3-a456-426655440000
xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx

M表示 UUID 版本， N的一至三个最高有效位表示 UUID 变体。在例子中，M 是 1 ， N 是 a，这意味着此 UUID 是“变体1”、“版本1”UUID；即基于时间的 DCE/RFC 4122 UUID。

版本由 M 字符串中指示。

• 版本1 - UUID 是根据时间和 节点ID（通常是MAC地址）生成；

• 版本2 - 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 - 确定性UUID 通过散列（hashing）名字空间（namespace）标识符和名称生成；

• 版本4 - UUID 使用随机性或伪随机性生成。

N那个位置，只会是8,9,a,b

M那个位置，代表版本号，由于UUID的标准实现有5个版本，所以只会是1,2,3,4,5

版本

V1 时间+MAC地址

版本1的UUID，是根据 60-bit 的时间戳 和 节点（生成UUID的计算机）的 48-bitMAC地址而生成的。

优点：由于在算法中使用了MAC地址，这个版本的UUID可以保证在全球范围的唯一性。

缺点：因为它暴露了电脑的MAC地址和生成这个UUID的时间，这就是这个版本UUID被诟病的地方，使用MAC地址会带来安全性问题。一台机器部署多个实例可能会出现重复。

现在基本没人使用

V2 时间+MAC地址 DCE安全版本

DCE（Distributed Computing Environment）安全的UUID。和基于时间的UUID算法相同，但会把时间戳的前4位置换为POSIX的UID或GID。

不过，在UUID的规范里面没有明确地指定，所以基本上所有的UUID实现都不会实现这个版本。

V3 V5 基于名字空间名称

版本3”和“版本5”的 UUID 被生成散列（hashing）一个名字空间标识符和一个名称。“版本3”使用 MD5 作为散列算法，“版本5”使用 SHA1。

V4 随机UUID

根据随机数，或者伪随机数生成UUID。这种UUID产生有一定的重复概率但是极低，忽略不计；目前使用最多的版本。

Java只支持生成版本3和版本4的UUID

V4 随机UUID,UUID.randomUUID().toString()

V4 随机UUID重复概率问题？

V4随机版本有一定的重复概率但是极低，直接上结论，来着维基百科

在 103 万亿 个 版本4 UUID 中找到重复的概率是（十亿分之一）。

UUID缩短长度

原始UUID的是32个字符长度 16进制存储，现在改为64进制存储，即base64，需要22个字符长度。即长度从原始的36降低到22，但是核心没变，只是变了展现形式。

原始的Base64包含+和/，其在url中会转义，但是使用url安全的则会自动替换为- 和 _ 。

方式一 org.apache.commons.codec.binary.Base64

	import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

    public static String uuidToBase64(String uuidStr) {
        UUID uuid = UUID.fromString(uuidStr);
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
        bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
        bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
        return Base64.encodeBase64URLSafeString(bb.array());
    }

        public static String uuidFromBase64(String base64) {
        byte[] bytes = Base64.decodeBase64(base64);
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
        UUID uuid = new UUID(bb.getLong(), bb.getLong());
        return uuid.toString();
    }
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方式二 JDK8 java.util.Base64

	import java.nio.ByteBuffer;
	import java.util.Base64;
	import java.util.UUID;

    private static final Base64.Encoder BASE64_URL_ENCODER = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding();
    private static final Base64.Decoder BASE64_URL_DECODER = Base64.getUrlDecoder();

    public static String uuidToBase64(String uuidStr) {
        UUID uuid = UUID.fromString(uuidStr);
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
        bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
        bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
        return BASE64_URL_ENCODER.encodeToString(bb.array());
    }

    public static String uuidFromBase64(String base64) {
        byte[] bytes = BASE64_URL_DECODER.decode(base64);
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
        UUID uuid = new UUID(bb.getLong(), bb.getLong());
        return uuid.toString();
    }
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参考：

• https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9A%E7%94%A8%E5%94%AF%E4%B8%80%E8%AF%86%E5%88%AB%E7%A0%81
• https://stackoverflow.com/questions/772802/storing-uuid-as-base64-string