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在软件开发和数据库管理领域，唯一标识符在确保数据完整性、可追溯性和高效索引方面发挥着至关重要的作用。传统上，系统依靠通用唯一标识符 (UUID) 来生成唯一密钥。
然而，随着技术的发展，对这些标识符的要求也在不断提高。ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）是 UUID 的现代替代品，它解决了 UUID 的一些局限性，同时提供了额外的好处。本文深入探讨了 ULID，涵盖了它的结构、优势、用例以及与 唯一唯一标识符.
如果你对 ULID 的使用感兴趣，可以尝试使用我们的 ULID 生成器工具 .
什么是 ULID？
ULID 代表 通用唯一且按字典顺序排序的标识符。它是一种 128 位标识符格式，旨在唯一且可排序。与通常以十六进制字符串表示的 UUID 不同，ULID 采用 base32 格式编码，使其更紧凑且更易于阅读。ULID 的主要目标是提供一个全局唯一标识符，该标识符也可以根据其创建时间按时间顺序排序。
典型的 ULID 如下所示：
01GJ9XZ5F7H8KQWV2YB3C4D6E这种格式确保 ULID 不仅是唯一的，而且易于在数据库中排序和索引。
ULID 的结构
ULID 由两个主要部分组成：
- 时间戳（48 位）：前 48 位表示 Unix 时间戳（以毫秒为单位）。这允许 ULID 对其创建的准确时间进行编码，从而实现按时间顺序排序。
- 随机性（80 位）：其余 80 位使用加密安全随机数生成器随机生成。即使在同一毫秒生成多个 ULID，也能确保唯一性。
组件细目：
- 时间戳：编码在 ULID 的前 10 个字符中（例如，
01GJ9XZ5F7在上面的例子中）。此部分表示自 Unix 纪元（1970 年 1 月 1 日）以来的时间。 - 随机性：编码为最后 16 个字符（例如，
H8KQWV2YB3C4D6E）。这种随机性确保即使两个 ULID 在同一毫秒内创建，它们仍然是不同的。
这两个部分的组合在以 base32 编码时会产生一个 26 个字符的字符串。Base32 编码使用 ASCII 字符的子集（0-9 和 A-V)，使其 URL 安全并且不区分大小写。
ULID 的优势
ULID 比传统 UUID 具有多项优势，因此成为现代应用程序的理想选择。以下是一些主要优势：
1. 字典排序
ULID 最显著的优势之一是它能够按字典顺序排序。由于时间戳嵌入在标识符中，因此 ULID 可以按其创建时间自然排序，而无需额外的索引或处理。此功能在分布式系统中特别有用，因为保持时间顺序至关重要。
2. 紧凑表示
以 base32 表示时，ULID 比 UUID 短。UUID 通常需要 36 个字符（包括连字符），而 ULID 仅使用 26 个字符。这种紧凑性降低了存储要求并提高了可读性。
3. 人类可读的格式
ULID 中使用的 base32 编码可避免出现以下歧义字符 I, L, O， 和 U，使它们更易于手动阅读和转录。这在需要口头或书面传达标识符的情况下尤其有用。
4. 按时间顺序排列的背景
时间戳的加入提供了标识符创建时间的上下文信息。这对于调试、审计和跟踪来说非常有用。
5.与现有系统的兼容性
ULID 的设计与 UUID 一样，占用 128 位空间，因此可与支持 UUID 的数据库和系统兼容。此外，许多编程语言都提供用于生成和解析 ULID 的库，确保无缝集成。
ULID 的使用案例
ULID 用途广泛，可应用于各个领域。一些常见用例包括：
1. 数据库主键
在关系数据库中，ULID 可以作为主键，因为它们具有唯一性和按时间顺序排序的功能。例如，在 PostgreSQL 中，您可以将 ULID 存储为 CHAR(26) 或者 BYTEA 类型，取决于您的性能和存储需求。
2.分布式系统
在分布式环境中，ULID 消除了对集中式 ID 生成服务的需求。由于随机性组件的存在，每个节点都可以独立生成唯一标识符，而不会产生冲突的风险。
3. 事件溯源
事件源架构受益于 ULID，因为事件可以按时间顺序存储和检索，而无需额外的排序逻辑。嵌入式时间戳简化了事件重放和调试。
4. URL 缩短服务
ULID 紧凑且易于阅读，是 URL 缩短服务的理想选择。它们在独特性和简洁性之间取得平衡，从而提升了用户体验。
5. 审计日志
在记录操作或交易时，ULID 可让开发人员根据时间戳快速识别事件顺序。这可简化取证分析和合规性报告。
与 UUID 的比较
为了更好地理解 ULID 的价值主张，让我们将其与其最接近的竞争对手之一 UUID 进行比较。
| 特征 | 有效识别号 | 唯一唯一标识符 |
|---|---|---|
| 长度 | 26 个字符 (base32) | 36 个字符（十六进制） |
| 排序 | 按字典顺序排序 | 本质上不可排序 |
| 时间戳 | 嵌入式 | 缺失（版本 1 除外） |
| 可读性 | 人性化 | 可读性较差 |
| 碰撞风险 | 极低 | 极低 |
| 用例 | 按时间顺序排列，紧凑 | 通用独特性 |
虽然 ULID 和 UUID 都具有高度的唯一性，但 ULID 的时间排序和紧凑表示使其在特定场景中具有优势。
实施注意事项
在您的项目中采用 ULID 之前，请考虑以下因素：
1. 图书馆支持
确保您选择的编程语言具有强大的库。Python、JavaScript、Java 和 Go 等流行语言都具有维护良好的 ULID 库。
2. 存储效率
尽管 ULID 比 UUID 短，但它们仍占用 128 位。如果存储效率至关重要，请评估较小的替代方案（例如 Snowflake ID）是否足够。
3. 时钟依赖性
由于 ULID 的时间戳依赖于系统时钟，因此请确保您的基础设施具有同步时钟（例如通过 NTP）。时钟漂移可能会导致 ULID 乱序。
4. 安全
虽然 ULID 的设计不可预测，但它们不应用作安全令牌。始终对敏感操作使用专用加密机制。
参考
- ULID 规格：详细介绍 ULID 格式和实施指南的官方存储库。
- Base32 编码：维基百科文章解释 base32 编码背后的原理。
- ULID 图书馆：不同编程语言的 ULID 实现的集合。
- PostgreSQL 与 ULID 集成：有关在 PostgreSQL 中处理类似 UUID 的数据类型的文档。
ULID：连接简单性和可扩展性
ULID 代表了唯一标识符领域的重大进步，解决了传统 UUID 的许多缺点。它能够嵌入时间戳、保持字典排序并提供紧凑、人性化的格式，使其成为现代应用程序的绝佳选择。无论您是构建分布式系统、管理事件日志还是设计 URL 缩短器，ULID 都能提供适合当代需求的强大解决方案。
通过了解 ULID 的结构、优势和潜在挑战，开发人员可以做出明智的决定，将这一强大的工具集成到他们的项目中。随着技术的不断发展，像 ULID 这样的创新为数字领域更高效、更可扩展的解决方案铺平了道路。
