ULID vs UUID：为什么ULID更适合在分布式系统中使用？

在分布式系统中，唯一标识符（UUID）是非常常见的，它是用于标识数据或者实体的一种方式，它是基于算法生成的一个固定长度的字符串。然而，UUID也有一些缺点，例如它们很难被排序，因为它们是随机生成的，这导致了一些性能问题。而ULID则是一种新的方案，它解决了这些问题并提供了一些额外的优势。

什么是ULID？

ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）是一种可排序、唯一的标识符，由Alizain Feerasta在2016年提出，它结合了时间戳和随机数生成器来生成一个32位的标识符，适用于分布式系统中标识数据实体和事件等场景。

ULID规范定义了如下的格式：

01AN4Z07BY 000000000001 cc1cca9a-3ccd-11e8-9669-57e0c8c9e133Timestamp Randomness Unique Identifier10 chars 6 chars 16 chars

其中，Timestamp（时间戳）和Randomness（随机数）共占16个字符，Unique Identifier（唯一标识符）占16个字符。ULID的生成顺序是：时间戳越早的ULID排在前面，如果时间戳相同，则随机数越小的ULID排在前面。

具体地，Timestamp部分是由Unix时间戳的毫秒数（自1970年1月1日以来）进行base32编码得到的，占据了前10个字符。Randomness部分是由CSPRNG（Cryptographically Secure Pseudo-Random Number Generator，密码学安全伪随机数生成器）生成的6个字节的随机数，进行base32编码得到的，占据了接下来的6个字符。Unique Identifier部分是UUID的16个字符，用于确保ULID的全局唯一性。

下面是一个示例ULID：

01F9K1BCRK7X6T9GH6AA7YP6GWTimestamp Randomness Unique Identifier01F9K1BCRK 7X6T9G H6AA7YP6GW如何生成ULID？

生成ULID需要两个部分：时间戳和随机数。时间戳部分占据了ULID的前12个字符，使用了UTC时间，精确到毫秒。随机数部分占据了ULID的后18个字符，使用了基于CSPRNG的随机数生成器。

使用这种生成方式，可以确保生成的ULID具有全局唯一性和可排序性。此外，ULID还使用了基于时间戳的前缀，这使得可以使用前12个字符来确定生成ULID的时间。这对于调试和数据管理非常有用。

为什么要使用ULID？

ULID比UUID具有一些优势：

• 可排序性：由于ULID基于时间戳生成，因此可以按照时间戳进行排序，这对于数据库索引和查询非常有用。另外，由于ULID采用了基于时间戳的前缀，因此可以使用前12个字符来确定时间戳，这使得调试和数据管理更加容易。
• 可读性：ULID是由32个字符组成的，其中前12个字符是由时间戳生成的，可以通过这12个字符来确定时间戳。这对于调试和数据管理非常有用。
• 低碰撞率：ULID的碰撞率非常低，这是因为它采用了基于时间戳的前缀和随机数生成器生成ULID，这使得生成的ULID在全球范围内都是唯一的。
• 短且轻量级：ULID只有32个字符，而UUID有36个字符，这意味着ULID更短、更轻量级，更适合在分布式系统中使用。
• 安全性：ULID使用了基于CSPRNG的随机数生成器来生成随机数部分，这使得它更加安全，不容易受到攻击。

如何在实践中使用ULID？

如果你想在你的应用程序中使用ULID，你可以使用现有的ULID库来生成ULID。下面是一些流行的ULID库：

• ulid（https://github.com/ulid/spec）：这是官方的ULID实现库，支持多种编程语言，包括Go、Java、JavaScript、Python和Ruby等。
• ulid-js（https://github.com/ulid/javascript）：这是JavaScript的ULID实现库，它支持在浏览器和Node.js中使用。
• rust-ulid（https://github.com/mmacedoeu/rust-ulid）：这是Rust的ULID实现库，它提供了一种安全、高效、易用的方式来生成ULID。

使用ULID的一个例子是在数据库中存储ULID作为主键，这将使得数据库中的条目按照时间排序，从而提高了数据库查询的效率。

结论

ULID是一种比UUID更好的方案，它具有可排序性、可读性、低碰撞率、短且轻量级、安全等优势。在分布式系统中，使用ULID可以提高数据库查询的效率，同时保证数据的唯一性。如果你正在构建一个分布式系统，不妨考虑使用ULID来标识你的数据和实体。