Реклама мешает? Идти Без рекламы Сегодня 

Понимание ULID Современный подход к уникальным идентификаторам

Опубликовано 21 февр. 2025 г.

В мире разработки программного обеспечения и управления базами данных уникальные идентификаторы играют решающую роль в обеспечении целостности данных, прослеживаемости и эффективной индексации. Традиционно системы полагались на универсальные уникальные идентификаторы (UUID) для генерации уникальных ключей.

Однако по мере развития технологий развиваются и требования к этим идентификаторам. Введите ULID (Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier), современную альтернативу UUID, которая устраняет некоторые из его ограничений, предлагая дополнительные преимущества. В этой статье подробно рассматривается ULID, его структура, преимущества, варианты использования и сравнение с UUID.

Если вам интересно увидеть ULID в действии, вы можете попробовать сгенерировать их с помощью нашего Инструмент для генерации ULID .

Понимание ULID: современный подход к уникальным идентификаторам

ULID означает Универсально уникальный лексикографически сортируемый идентификатор. Это 128-битный формат идентификатора, разработанный для того, чтобы быть как уникальным, так и сортируемым. В отличие от UUID, которые часто представлены в виде шестнадцатеричных строк, ULID кодируются в формате base32, что делает их более компактными и удобными для чтения человеком. Основная цель ULID — предоставить глобально уникальный идентификатор, который также может быть отсортирован в хронологическом порядке на основе времени его создания.

Типичный ULID выглядит так:

01GJ9XZ5F7H8KQWV2YB3C4D6E

Этот формат гарантирует, что ULID не только уникальны, но и просты в сортировке и индексации в базах данных.

Структура ULID

ULID состоит из двух основных компонентов:

Временная метка (48 бит): Первые 48 бит представляют временную метку Unix в миллисекундах. Это позволяет ULID кодировать точное время их создания, обеспечивая хронологическую сортировку.
Случайность (80 бит): Оставшиеся 80 бит генерируются случайным образом с использованием криптографически безопасного генератора случайных чисел. Это гарантирует уникальность даже при генерации нескольких ULID в одну и ту же миллисекунду.

Разбивка компонентов:

Временная метка: Закодировано в первых 10 символах ULID (например, 01GJ9XZ5F7 в примере выше). Эта часть представляет время с эпохи Unix (1 января 1970 г.).
Случайность: Кодируется в последних 16 символах (например, H8KQWV2YB3C4D6E). Эта случайность гарантирует, что даже если два ULID будут созданы в одну и ту же миллисекунду, они останутся разными.

Комбинация этих двух компонентов дает строку из 26 символов при кодировании в base32. Кодировка Base32 использует подмножество символов ASCII (0-9 и A-V), что делает его безопасным для URL и нечувствительным к регистру.

Преимущества ULID

ULID предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными UUID, что делает его привлекательным выбором для современных приложений. Ниже приведены некоторые ключевые преимущества:

1. Лексикографическая сортировка

Одним из наиболее существенных преимуществ ULID является его способность сортироваться лексикографически. Поскольку временная метка встроена в идентификатор, ULID могут быть естественным образом упорядочены по времени их создания без необходимости дополнительной индексации или обработки. Эта функция особенно полезна в распределенных системах, где поддержание хронологического порядка имеет важное значение.

2. Компактное представление

ULID короче UUID, если они представлены в base32. В то время как UUID обычно требует 36 символов (включая дефисы), ULID использует только 26 символов. Эта компактность снижает требования к хранению и улучшает читаемость.

3. Формат, понятный человеку

Кодировка base32, используемая в ULID, позволяет избежать неоднозначных символов, таких как I, L, O, и U, что упрощает их чтение и ручную транскрипцию. Это особенно полезно в сценариях, где идентификаторы необходимо передавать устно или в письменном виде.

4. Хронологический контекст

Включение временной метки обеспечивает контекстную информацию о том, когда был создан идентификатор. Это может быть бесценно для отладки, аудита и отслеживания.

5. Совместимость с существующими системами

ULID разработаны для размещения в том же 128-битном пространстве, что и UUID, что делает их совместимыми с базами данных и системами, поддерживающими UUID. Кроме того, библиотеки для генерации и анализа ULID доступны во многих языках программирования, что обеспечивает бесшовную интеграцию.

Варианты использования ULID

ULID универсальны и могут применяться в различных областях. Некоторые распространенные варианты использования включают:

1. Первичные ключи базы данных

В реляционных базах данных ULID могут служить первичными ключами из-за их уникальности и возможностей хронологического упорядочивания. Например, в PostgreSQL вы можете хранить ULID как CHAR(26) или BYTEA типы, в зависимости от вашей производительности и потребностей в хранении.

2. Распределенные системы

В распределенных средах ULID устраняют необходимость в централизованных службах генерации идентификаторов. Каждый узел может независимо генерировать уникальные идентификаторы, не рискуя коллизиями, благодаря компоненту случайности.

3. Поиск мероприятий

Архитектуры источников событий выигрывают от ULID, поскольку события могут храниться и извлекаться в хронологическом порядке без дополнительной логики сортировки. Встроенная временная метка упрощает воспроизведение событий и отладку.

4. Услуги сокращения URL-адресов

Компактность и понятность ULID делает их идеальными для служб сокращения URL. Они обеспечивают баланс между уникальностью и краткостью, улучшая пользовательский опыт.

5. Журналы аудита

При регистрации действий или транзакций ULID позволяют разработчикам быстро идентифицировать последовательность событий на основе их временных меток. Это упрощает криминалистический анализ и отчетность о соответствии.

Сравнение с UUID

Чтобы лучше понять ценностное предложение ULID, давайте сравним его с UUID, одним из его ближайших конкурентов.

Особенность	УЛИД	UUID
Длина	26 символов (base32)	36 символов (шестнадцатеричные)
Сортировка	Лексикографически сортируемый	По своей сути не сортируется
Временная метка	Встроенный	Отсутствует (кроме версии 1)
Удобочитаемость	Дружелюбный к человеку	Менее читабельно
Риск столкновения	Крайне низкий	Крайне низкий
Варианты использования	Хронологический порядок, компактность	Универсальная уникальность

Хотя и ULID, и UUID обеспечивают высокий уровень уникальности, хронологическая сортировка и компактное представление ULID дают ему преимущество в определенных сценариях.

Соображения по реализации

Прежде чем использовать ULID в своих проектах, примите во внимание следующие факторы:

1. Поддержка библиотеки

Убедитесь, что для выбранного вами языка программирования существуют надежные библиотеки. Популярные языки, такие как Python, JavaScript, Java и Go, имеют хорошо поддерживаемые библиотеки ULID.

2. Эффективность хранения

Хотя ULID короче UUID, они все равно занимают 128 бит. Если эффективность хранения имеет решающее значение, оцените, могут ли быть достаточны меньшие альтернативы (например, Snowflake ID).

3. Зависимость от часов

Поскольку ULID полагаются на системные часы для своих временных меток, убедитесь, что ваша инфраструктура синхронизировала часы (например, через NTP). Дрейф часов может привести к неупорядоченным ULID.

4. Безопасность

Хотя ULID разработаны непредсказуемыми, их не следует использовать в качестве токенов безопасности. Всегда используйте специальные криптографические механизмы для конфиденциальных операций.

Ссылки

Спецификация ULID: Официальный репозиторий с подробным описанием формата ULID и рекомендациями по его реализации.
Кодировка Base32: Статья в Википедии, объясняющая принципы кодирования base32.
Библиотеки ULID: Коллекция реализаций ULID на разных языках программирования.
Интеграция PostgreSQL и ULID: Документация по обработке типов данных, подобных UUID, в PostgreSQL.

ULID: объединение простоты и масштабируемости

ULID представляет собой значительный прогресс в области уникальных идентификаторов, устраняя многие недостатки, связанные с традиционными UUID. Его способность встраивать временные метки, поддерживать лексикографическую сортировку и предлагать компактный, понятный человеку формат делает его отличным выбором для современных приложений. Независимо от того, создаете ли вы распределенную систему, управляете журналами событий или разрабатываете сокращатель URL, ULID предоставляет надежное решение, адаптированное к современным потребностям.

Понимая структуру, преимущества и потенциальные проблемы ULID, разработчики могут принимать обоснованные решения об интеграции этого мощного инструмента в свои проекты. Поскольку технологии продолжают развиваться, такие инновации, как ULID, прокладывают путь для более эффективных и масштабируемых решений в цифровом ландшафте.