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ソフトウェア開発とデータベース管理の世界では、一意の識別子は、データの整合性、追跡可能性、効率的なインデックス作成を保証する上で重要な役割を果たします。従来、システムは一意のキーを生成するためにユニバーサル一意識別子 (UUID) に依存してきました。
しかし、技術が進化するにつれて、これらの識別子の要件も変化します。ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）は、UUIDのいくつかの制限に対処しながら、さらなる利点を提供する最新のUUID代替品です。この記事では、ULIDの構造、利点、使用例、および他のULIDとの比較について詳細に説明します。 言語.
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ULIDとは何ですか?
ULIDとは 普遍的に一意で辞書式にソート可能な識別子ULID は、一意かつ並べ替え可能な 128 ビットの識別子形式です。16 進文字列として表されることが多い UUID とは異なり、ULID は base32 形式でエンコードされるため、よりコンパクトで人間が読みやすいものになっています。ULID の主な目的は、作成時間に基づいて時系列で並べ替えることもできる、グローバルに一意の識別子を提供することです。
一般的な ULID は次のようになります。
01GJ9XZ5F7H8KQWV2YB3C4D6Eこの形式により、ULID は一意になるだけでなく、データベース内での並べ替えやインデックス作成も容易になります。
ULIDの構造
ULID は 2 つの主要コンポーネントで構成されます。
- タイムスタンプ (48 ビット)最初の 48 ビットは、ミリ秒単位の Unix タイムスタンプを表します。これにより、ULID は作成時の正確な時刻をエンコードし、時系列で並べ替えることができます。
- ランダム性（80ビット）: 残りの 80 ビットは、暗号的に安全な乱数ジェネレータを使用してランダムに生成されます。これにより、同じミリ秒間に複数の ULID が生成された場合でも一意性が保証されます。
コンポーネントの内訳:
- タイムスタンプ: ULIDの最初の10文字にエンコードされます（例：
01GJ9XZ5F7(上記の例では) この部分は、Unix エポック (1970 年 1 月 1 日) からの経過時間を表します。 - ランダム性: 最後の16文字でエンコードされます（例：
H8KQWV2YB3C4D6E)。このランダム性により、2 つの ULID が同じミリ秒に作成された場合でも、それらは異なるままになります。
これら2つの要素を組み合わせると、base32でエンコードされた26文字の文字列になります。base32エンコードでは、ASCII文字のサブセット（0-9 そして A-V) なので、URL セーフであり、大文字と小文字は区別されません。
ULIDの利点
ULID は従来の UUID に比べていくつかの利点があり、現代のアプリケーションにとって魅力的な選択肢となっています。主な利点は次のとおりです。
1. 辞書順ソート
ULID の最も重要な利点の 1 つは、辞書順に並べ替えることができることです。タイムスタンプが識別子に埋め込まれているため、追加のインデックス作成や処理を必要とせずに、ULID を作成時間で自然に並べ替えることができます。この機能は、時系列の順序を維持することが不可欠な分散システムで特に役立ちます。
2. コンパクトな表現
ULID は、base32 で表現すると UUID よりも短くなります。UUID には通常 36 文字 (ハイフンを含む) が必要ですが、ULID では 26 文字しか使用されません。このコンパクトさにより、必要なストレージ容量が減り、読みやすさが向上します。
3. 人間が読める形式
ULIDで使用されるbase32エンコードは、次のような曖昧な文字を回避します。 I, L, O、 そして Uこれにより、手動での読み取りや転記が容易になります。これは、識別子を口頭で伝えたり書き留めたりする必要があるシナリオで特に役立ちます。
4. 時系列的文脈
タイムスタンプを含めると、識別子がいつ作成されたかに関するコンテキスト情報が提供されます。これは、デバッグ、監査、追跡の目的にとって非常に役立ちます。
5. 既存システムとの互換性
ULID は UUID と同じ 128 ビットのスペースに収まるように設計されているため、UUID をサポートするデータベースやシステムと互換性があります。さらに、ULID を生成および解析するためのライブラリは多くのプログラミング言語で利用できるため、シームレスな統合が保証されます。
ULIDの使用例
ULID は汎用性が高く、さまざまな分野に適用できます。一般的な使用例には次のようなものがあります。
1. データベースの主キー
リレーショナルデータベースでは、ULIDはその一意性と時系列順序付け機能により主キーとして機能します。たとえば、PostgreSQLではULIDを次のように保存できます。 CHAR(26) または BYTEA パフォーマンスとストレージのニーズに応じて、さまざまなタイプを選択できます。
2. 分散システム
分散環境では、ULID により集中型の ID 生成サービスが不要になります。ランダム性コンポーネントのおかげで、各ノードは衝突のリスクなしに独自に一意の識別子を生成できます。
3. イベントソーシング
イベント ソーシング アーキテクチャでは、追加のソート ロジックなしでイベントを時系列で保存および取得できるため、ULID のメリットを享受できます。埋め込まれたタイムスタンプにより、イベントの再生とデバッグが簡素化されます。
4. URL短縮サービス
ULID はコンパクトで人間が読めるため、URL 短縮サービスに最適です。ULID は一意性と簡潔さのバランスを保ち、ユーザー エクスペリエンスを向上させます。
5. 監査ログ
アクションやトランザクションをログに記録する場合、開発者は ULID により、タイムスタンプに基づいてイベントのシーケンスをすばやく識別できます。これにより、フォレンジック分析とコンプライアンス レポートが簡素化されます。
UUIDとの比較
ULID の価値提案をより深く理解するために、ULID の最も近い競合製品の 1 つである UUID と比較してみましょう。
| 特徴 | ULID | 言語 |
|---|---|---|
| 長さ | 26文字（base32） | 36文字（16進数） |
| ソート | 辞書順に並べ替え可能 | 本質的にソート可能ではない |
| タイムスタンプ | 埋め込み | 存在しない（バージョン 1 を除く） |
| 読みやすさ | 人間に優しい | 読みにくい |
| 衝突リスク | 非常に低い | 非常に低い |
| ユースケース | 年代順、コンパクトさ | 汎用的な一意性 |
ULID と UUID はどちらも高いレベルの一意性を備えていますが、ULID の時系列ソートとコンパクトな表現は、特定のシナリオで優位性を発揮します。
実装に関する考慮事項
プロジェクトで ULID を採用する前に、次の要素を考慮してください。
1. 図書館サポート
選択したプログラミング言語用の堅牢なライブラリが存在することを確認してください。Python、JavaScript、Java、Go などの一般的な言語には、適切に管理された ULID ライブラリがあります。
2. ストレージ効率
ULID は UUID よりも短いですが、それでも 128 ビットを占有します。ストレージ効率が重要な場合は、より小さな代替手段 (例: Snowflake ID) で十分かどうかを評価します。
3. クロック依存性
ULID はタイムスタンプにシステム クロックを使用するため、インフラストラクチャのクロックが同期されていることを確認してください (例: NTP 経由)。クロックのドリフトにより、ULID の順序が乱れる可能性があります。
4. セキュリティ
ULID は予測不可能になるように設計されていますが、セキュリティ トークンとして使用しないでください。機密性の高い操作には常に専用の暗号化メカニズムを使用してください。
参考文献
- ULID仕様: ULID 形式と実装ガイドラインを詳述した公式リポジトリ。
- Base32 エンコーディング: base32 エンコーディングの原理を説明する Wikipedia の記事。
- ULID ライブラリ: さまざまなプログラミング言語にわたる ULID 実装のコレクション。
- PostgreSQLとULIDの統合: PostgreSQL で UUID のようなデータ型を処理する方法に関するドキュメント。
ULID: シンプルさとスケーラビリティの融合
ULID は、ユニーク ID の分野における大きな進歩であり、従来の UUID に関連する多くの欠点を解決します。タイムスタンプを埋め込む機能、辞書式ソートの維持、コンパクトで人間が読める形式を提供する機能により、ULID は最新のアプリケーションに最適です。分散システムの構築、イベント ログの管理、URL 短縮機能の設計など、ULID は現代のニーズに合わせた堅牢なソリューションを提供します。
ULID の構造、利点、潜在的な課題を理解することで、開発者はこの強力なツールをプロジェクトに統合するかどうかについて十分な情報に基づいた決定を下すことができます。テクノロジーが進化し続ける中、ULID のようなイノベーションは、デジタル環境においてより効率的でスケーラブルなソリューションへの道を開きます。
