Python标准库uuid模块(生成唯一标识)详解

UUID （Universally Unique Identifier，通用唯一标识）是一个128位的用于计算机系统中以识别信息的数目，虽然生成UUID的概率不为零，但是无限接近零，因此可以忽略不记，如此一来，每个人都可以建立不与其他人冲突的UUID。

UUID格式组成

规范的文本中，UUID的十六个八位字节标识位32个十六进制（基数16）数字，显示在由字符分割的五个组中，8-4-4-4-12总格36个字符（32个字母数字字符和4个连字符），如：

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

其中M代表版本，由下面的知识可知，这个UUID 可能是通过Python的 uuid.uuid1(node, clock_seq)生成

Python 中的uuid 模块

在Python 2.5以后引入，接口包括：不可变对象UUID（UUID类）和函数uuid1()、uuid3()、uuid4()、uuid5(),后面四个函数用于生成“RFC 4122” 规范中指定的第1、3、4、5版UUID。具体算法如下：

UUID()

class uuid.UUID([hex[, bytes[, bytes_le[, fields[, int[, version]]]]]]) 
　　该类用于从参数给定的内容中实例化UUID对象（hex, bytes, bytes_le, fields, int 必须且只能指定一个）：
　　hex：指定32个字符以创建UUID对象，当指定一个32个字符构成的字符串来创建一个UUID对象时，花括号、连字符和URN前缀等都是可选的；
　　bytes：指定一个大端字节序的总长16字节的字节串来创建UUID对象；
　　bytes_le：指定一个小端字节序的总长16字节的字节串来创建UUID对象；
　　fields：指定6个整数域，共计128位来创建UUID（其中，32位作为time_low段，16位作为time_mid段，16位作为time_hi_version段，8位作为clock_seq_hi_variant段，8位作为clock_seq_low段，48位作为node段）；
　　int：直接指定一个长度为128个二进制位的整数用于创建UUID对象；
　　version：（可选）指定UUID的版本，从1到5，一旦指定了该参数，生成的UUID将具有自己的变体（variant）和版本数，具体请参考RFC 4122

下面的各种方法创建相同的UUID对象

u = UUID('{12345678-1234-5678-1234-567812345678}')
u = UUID(hex = '12345678123456781234567812345678')
u = UUID('urn:uuid:12345678-1234-5678-1234-567812345678')
u = UUID(bytes='\x12\x34\x56\x78'*4)
u = UUID(bytes_le='\x78\x56\x34\x12\x34\x12\x78\x56' +
  '\x12\x34\x56\x78\x12\x34\x56\x78')
u = UUID(fields=(0x12345678, 0x1234, 0x5678, 0x12, 0x34, 0x567812345678))
u = UUID(int=0x12345678123456781234567812345678)

uuid1()

从主机ID、序列号和当前时间生成UUID。如果未给定“node”，则使用getnode() 获取硬件地址。如果给出“时钟序列”，则将其用作序列号；否则，将选择随机的14位序列号。
# 源码参考

def uuid(node=None, clock_seq=None):
　　...
　　return UUID(fields=(time_low, time_mid, time_hi_version, clock_seq_hi_variant, clock_seq_low, node), version=1)

fields 各个参数含义如下图：

uuid3()

基于命名空间标识符（实质上是一个UUID）和一个名称（实质上是一个字符串）的MD5哈希值生成的UUID

# 源码参考

 def uuid3(namespace, name):
     """Generate a UUID from the MD5 hash of a namespace UUID and a name."""
     from hashlib import md5
     hash = md5(namespace.bytes + bytes(name, "utf-8")).digest()
     return UUID(bytes=hash[:16], version=3)

uuid4()

基于随机数生成的UUID

# 源码参考

 import os
 def uuid4():
     """Generate a random UUID."""
     return UUID(bytes=os.urandom(16), version=4)

uuid5()

基于命名空间标识符（实质上是一个UUID）和一个名称（实质上是一个字符串）的SHA-1哈希值生成的UUID

# 源码参考

 def uuid5(namespace, name):
     """Generate a UUID from the SHA-1 hash of a namespace UUID and a name."""
     from hashlib import sha1
     hash = sha1(namespace.bytes + bytes(name, "utf-8")).digest()
     return UUID(bytes=hash[:16], version=5)

由源码可知，uuid1() 使用的是 UUID（fields=(...)）

　　　　　　uuid3()、uuid4()、uuid5() 均使用的是 UUID（bytes=...）

“RFC 4122” 推荐使用版本5（SHA1）而不是版本3（MD5）

uuid1() 中的getnode()

获取硬件的地址并以48位二进制长度的整数形式返回，这里所说的硬件地址是指网络接口的MAC 地址，如果一个机器有多个网络接口，可能返回其中的任一个。如果获取失败，将按照“RFC 4122” 的规定随机返回48位数字，并将第8位设置为1（其组播位（第一个八位位组的最低有效位）设置为1）

关于uuid3()和uuid5()中提到的命名空间标识符，uuid模块定义了如下的备选项：

uuid.NAMESPACE_DNS

当指定该命名空间时，参数name 是一个完全限定的（fully-qualified）域名

uuid.NAMESPACE_URL

当指定该命名空间时，参数name 是一个URL

uuid.NAMESPACE_OID

当指定该命名空间时，参数name 是一个ISO OID

uuid.NAMESPACE_X500

当指定该命名空间时，参数name 是一个DER 中的X.500 DN或文本输出格式

这些标识符在源码中统一指向 UUID('6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8')，因此命名空间仅仅作为标识用，定义了name 参数的格式

UUID实际应用

uuid1 适应用分布式计算环境，具有高度的唯一性；

uuid3 和uuid5 适合于一定范围的名字唯一，且需要或可能重复生成UUID 的环境下；

uuid4 最简单，但完全随机，不可控，建议可以在DRF 生成和验证JWT 时做用户的SECRET_KEY 用，用来保证用户每次登录，异设备同时登录，修改密码等操作，JWT 失效问题

UUID 的劣势

1.varchar(36)字符串占用空间比较大，但携带的信息很少，且不直观

2.以此建立索引的时候，非常耗性能且慢

3.UUID 是无序的，但是业务系统很多时候希望生成的 是有序的，或者粗略有序

参考资料：

• uuid — UUID objects according to RFC 4122 https://docs.python.org/3/library/uuid.html
• Python--uuid http://www.cnblogs.com/Security-Darren/p/4252868.html
• Python 使用UUID 库生成唯一ID https://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/5530902.html
• Universally unique identifier https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier
• 使用UUID的劣势 https://blog.csdn.net/woshiyexinjie/article/details/83351677

总结

到此这篇关于Python标准库uuid模块(生成唯一标识)的文章就介绍到这了,更多相关Python标准库uuid模块内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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