uuid是怎样生成的（换掉UUIDNanoID）

夜场荬醉 2022-12-29 22:19:02

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/7gLxbTsv_VPquJoaLa9T4Q

UUID 是软件开发中最常用的通用标识符之一。然而，在过去的几年里，其他的竞品挑战了它的存在。

其中，NanoID 是 UUID 的主要竞争对手之一。

因此，在本文中，我们将展开讨论 NanoID 的功能、它的亮点以及它的局限性，以便让我们更好地了解何时使用它。

NanoID的特点1. NanoID 只有 108 个字节那么大
与 UUID 不同，NanoID 的大小要小 4.5 倍，并且没有任何依赖关系。此外，大小限制已用于将大小从另外 35% 减小。

大小减少直接影响数据的大小。例如，使用 NanoID 的对象小而紧凑，能够用于数据传输和存储。随着应用程序的增长，这些数字变得明显起来。
2. 更安全
在大多数随机生成器中，它们使用不安全的 Math.random()。但是，NanoID 使用 crypto module 和 Web Crypto API，意味着 NanoID 更安全。

此外，NanoID 在 ID 生成器的实现过程中使用了自己的算法，称为统一算法，而不是使用“随机 % 字母表” random % alphabet。
3. 它既快速又紧凑
由于内存分配的技巧，NanoID 比 UUID 快 60%。与 UUID 字母表中的 36 个字符不同，NanoID 只有 21 个字符。

0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_abcdefghijklmnopqrstuvwxyz-

由于字母表更大，需要超过 1 万亿年，才能有 1% 的概率至少发生一次碰撞，因此较短的 ID 可以用于与较长的 UUID 相同的目的。

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碰撞所需时间和概率测试：http://dw-z.ink/2jHeh

此外，NanoID 支持 14 种不同的编程语言，它们分别是：

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C#, C , Clojure and ClojureScript, Crystal, Dart & Flutter, Deno, Go, Elixir, Haskell, Janet, Java, Nim, Perl, PHP, Python with dictionaries, Ruby , Rust, Swift
4. 兼容性
它还支持 PouchDB、CouchDB WebWorkers、Rollup 以及 React 和 Reach-Native 等库。

我们可以使用 npx nanoid 在终端中获得唯一 ID。在 JavaScript 中使用 NanoID 唯一的要求是要先安装 NodeJS。

此外，我们还可以在 Redux toolkit 中找到 NanoID，并将其用于其他用例，如下所示；

import { nanoid } from ‘@reduxjs/toolkit’ console.log(nanoid()) //‘dgPXxUz_6fWIQBD8XmiSy’
5. 自定义字母
NanoID 的另一个现有功能是它允许开发人员使用自定义字母表。我们可以更改文字或 id 的大小，如下所示：

import { customAlphabet } from 'nanoid'; const nanoid = customAlphabet('ABCDEF1234567890', 12); model.id = nanoid();

在上面的示例中，我将自定义字母表定义为 ABCDEF1234567890，并将 Id 的大小定义为 12。
6. 没有第三方依赖
由于 NanoID 不依赖任何第三方依赖，随着时间的推移，它能够变得更加稳定自治。

从长远来看，这有利于优化包的大小，并使其不太容易出现依赖项带来的问题。
使用NodeJS
NanoID 每周的 NPM 下载量超过 1175.4 万，并且运行起来比 UUID 快 60%
安装npm i nanoid
使用import { nanoid } from 'nanoid'; model.id = nanoid();
Java
添加依赖（方式一）<dependency><groupId>com.aventrix.jnanoid</groupId><artifactId>jnanoid</artifactId><version>2.0.0</version></dependency>
自定义工具类（方式二）；二选一即可import java.security.SecureRandom;import java.util.Random;public final class NanoIdUtils {public static final SecureRandom DEFAULT_NUMBER_GENERATOR = new SecureRandom();public static final char[] DEFAULT_ALPHABET = "_-0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ".toCharArray();public static final int DEFAULT_SIZE = 21;private NanoIdUtils() {//Do Nothing}public static String randomNanoId() {return randomNanoId(DEFAULT_NUMBER_GENERATOR, DEFAULT_ALPHABET, 21);}public static String randomNanoId(Random random, char[] alphabet, int size) {if (random == null) {throw new IllegalArgumentException("random cannot be null.");} else if (alphabet == null) {throw new IllegalArgumentException("alphabet cannot be null.");} else if (alphabet.length != 0 && alphabet.length < 256) {if (size <= 0) {throw new IllegalArgumentException("size must be greater than zero.");} else {int mask = (2 << (int) Math.floor(Math.log((double) (alphabet.length - 1)) / Math.log(2.0D))) - 1;int step = (int) Math.ceil(1.6D * (double) mask * (double) size / (double) alphabet.length);StringBuilder idBuilder = new StringBuilder();while (true) {byte[] bytes = new byte[step];random.nextBytes(bytes);for (int i = 0; i < step; i) {int alphabetIndex = bytes[i] & mask;if (alphabetIndex < alphabet.length) {idBuilder.append(alphabet[alphabetIndex]);if (idBuilder.length() == size) {return idBuilder.toString();}}}}}} else {throw new IllegalArgumentException("alphabet must contain between 1 and 255 symbols.");}}}
使用String nanoId = NanoIdUtils.randomNanoId();// aqiPmNG5kG6wtNIZP1g8d
更多其他的语言
更多其他语言的工具类，可查看：https://GitHub.com/aventrix/jnanoid#other-programming-languages

未来趋势
NanoID 比 UUID 年轻了将近 7 年，而且它的 GitHub 星数已经比 UUID 多；下图显示了这两个之间的 npm 趋势比较，我们可以看到 NanoID 的上升趋势与 UUID 的下滑趋势有强烈的对比。

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https://www.npmtrends.com/nanoid-vs-uuid

来源：https://www.npmjs.com/package/nanoid

上述基准测试显示了 NanoID 与其他主要 id 生成器相比的性能。

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使用默认字母表每秒可生成超过 220 万个唯一 ID，使用自定义字母表每秒可生成超过 180 万个唯一 ID。

根据我使用 UUID 和 NanoID 的经验，考虑到它的小尺寸、URL 友好性、安全性和速度，我建议在任何未来的项目中使用 NanoID 而不是 UUID。
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