Java生成UUID的常用方式

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  1. java.util.UUID类来生成UUID

import java.util.UUID;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        
        //随机生成一个UUID对象
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("生成的UUID为：" + uuid.toString());
        
        //通过给定的字符串名称和命名空间生成UUID对象
        UUID uuid2 = UUID.nameUUIDFromBytes("example_name".getBytes());
        System.out.println("生成的UUID2为：" + uuid2.toString());
    }
}
/*优点：
Java自带，无需引入额外的库和依赖；
简单易用，一行代码就可以生成UUID。

缺点：
生成的UUID可能会重复，虽然重复的概率较小，但是在高并发的情况下还是有可能发生；
无法控制生成的UUID的格式，只能生成标准的UUID*/

  1. Apache Commons IO库中的UUIDUtils类

import org.apache.commons.io.UUIDUtils;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        
        //随机生成一个UUID字符串
        String uuid = UUIDUtils.randomUUID().toString();
        System.out.println("生成的UUID为：" + uuid);
    }
}
/*
三方库优缺点
优点：
可以生成唯一的UUID；
很多开源库和框架都提供了UUID生成的支持。

缺点：
会增加项目的依赖和复杂度；
不同的库实现方式不同，可能会影响生成的UUID的格式和唯一性。
*/

  1. 使用Google Guice库中的UUIDGenerator类生成UUID

import com.google.inject.Inject;
import com.google.inject.name.Named;
import java.util.UUID;

public class UUIDGenerator {
    private final UUID uuid;

    @Inject
    public UUIDGenerator(@Named("randomUUID") UUID uuid) {
        this.uuid = uuid;
    }

    public UUID getUUID() {
        return uuid;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        UUIDGenerator generator = new UUIDGenerator(UUID.randomUUID());
        System.out.println("生成的UUID为：" + generator.getUUID().toString());
    }
}

  1. 使用JDK的MessageDigest类和SecureRandom类：可以通过Hash算法和随机数生成UUID

写法一：
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.UUID;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        byte[] seed = secureRandom.generateSeed(16);
        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
        md5.update(seed);
        UUID uuid = UUID.nameUUIDFromBytes(md5.digest());
        System.out.println("生成的UUID为：" + uuid.toString());
    }
}
写法二：
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Random;

public class UUIDGenerator {

    public static String generateUUID() {
        String result = "";
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            byte[] messageDigest = md.digest((System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(99999999) + "").getBytes());
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (byte b : messageDigest) {
                sb.append(String.format("%02x", b));
            }
            result = sb.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

}

/*
优点：
可以通过Hash算法和随机数生成唯一的UUID，具有较高的唯一性；
实现简单，无需引入额外的库和依赖。

缺点：
重复的概率比较难以预测，取决于生成的Hash值的分布情况；
无法控制生成的UUID的格式，只能生成基于MD5或SHA-1的UUID。
*/

  1. 使用Snowflake算法生成UUID

Snowflake算法是Twitter开源的分布式ID生成算法，可以在多个节点上生成唯一的ID

import com.github.f4b6a3.uuid.UuidCreator;
import com.github.f4b6a3.uuid.enums.UuidVariant;
import com.github.f4b6a3.uuid.enums.UuidVersion;
import com.github.f4b6a3.uuid.impl.TimeBasedUuidCreator;

import java.time.Instant;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        UuidCreator creator = TimeBasedUuidCreator.withRandomNodeId();
        Instant now = Instant.now();
        long timestamp = now.getEpochSecond() * 1000 + now.getNano() / 1000000;
        String uuid = creator.create(UuidVersion.VERSION_TIME_BASED, timestamp).toString();
        System.out.println("生成的UUID为：" + uuid);
    }
}
/*
优点：
可以在分布式系统中生成唯一的ID，具有较高的唯一性和可读性；
可以控制生成的ID的格式和信息。

缺点：
实现相对复杂，需要实现一个全局唯一的时钟服务；
只适用于分布式系统，不适用于独立的单机系统。
*/

Snowflake算法第二种:

public class UUIDGenerator {

    /** 开始时间截 (2017-01-01) */
    private final long twepoch = 1483200000000L;
    /** 机器id所占的位数 */
    private final long workerIdBits = 5L;
    /** 数据标识id所占的位数 */
    private final long datacenterIdBits = 5L;
    /** 支持的最大机器id，结果是31 */
    private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    /** 支持的最大数据标识id，结果是31 */
    private final long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);
    /** 序列在id中占的位数 */
    private final long sequenceBits = 12L;
    /** 机器ID向左移12位 */
    private final long workerIdShift = sequenceBits;
    /** 数据标识id向左移17位(12+5) */
    private final long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    /** 时间截向左移22位(5+5+12) */
    private final long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    /** 生成序列的掩码，这里为4095 */
    private final long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
    /** 工作机器id(0~31) */
    private long workerId = 0L;
    /** 数据中心id(0~31) */
    private long datacenterId = 0L;
    /** 毫秒内序列(0~4095) */
    private long sequence = 0L;
    /** 上次生成ID的时间截 */
    private long lastTimestamp = -1L;

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param workerId     工作ID (0~31)
     * @param datacenterId 数据中心ID (0~31)
     */
    public UUIDGenerator(long workerId, long datacenterId) {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", maxWorkerId));
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", maxDatacenterId));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
    }

    /**
     * 获得下一个ID (该方法是线程安全的)
     *
     * @return SnowflakeId
     */
    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();
        // 如果当前时间小于上一次ID生成的时间戳，说明系统时钟回退过，此时应当抛出异常
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException(
                    String.format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for %d milliseconds", lastTimestamp - timestamp));
        }

        // 如果是同一时间生成的，则进行毫秒内序列
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            // 毫秒内序列溢出
            if (sequence == 0) {
                // 阻塞到下一个毫秒,获得新的时间戳
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        }
        // 时间戳改变，毫秒内序列重置
        else {
            sequence = 0L;
        }

        // 上次生成ID的时间截
        lastTimestamp = timestamp;

        // 移位并通过或运算拼到一起组成64位的ID
        return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) //
                | (datacenterId << datacenterIdShift) //
                | (workerId << workerIdShift) //
                | sequence;
    }

    /**
     * 阻塞到下一个毫秒，直到获得新的时间戳
     *
     * @param lastTimestamp 上次生成ID的时间截
     * @return 当前时间戳
     */
    protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    /**
     * 返回以毫秒为单位的当前时间
     *
     * @return 当前时间(毫秒)
     */
    protected long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

}

  1. 将时间戳和随机数作为种子生成UUID

import java.util.UUID;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        long time = System.currentTimeMillis();
        int random = (int) (Math.random() * Integer.MAX_VALUE);
        UUID uuid = new UUID(time, random);
        System.out.println("生成的UUID为：" + uuid.toString());
    }
}

  1. 使用Redis集群的redisson框架提供的RUID类生成UUID

import org.redisson.api.RUID;

public class UUIDGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        RUID ruid = RUID.randomUID();
        System.out.println("生成的UUID为：" + ruid.toString());
    }
}

  1. 利用SecureRandom类生成

import java.security.SecureRandom;
import java.util.UUID;

public class UUIDGenerator {

    public static String generateUUID() {
        return UUID.randomUUID().toString();
    }

    public static String generateSecureUUID() {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        byte[] bytes = new byte[16];
        random.nextBytes(bytes);
        return UUID.nameUUIDFromBytes(bytes).toString();
    }

}

三方库详细版

  1. Apache Commons:
    引入以下Maven依赖
<dependency>
    <groupId>commons-lang</groupId>
    <artifactId>commons-lang</artifactId>
    <version>2.6</version>
</dependency>

java示例代码：

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import java.util.UUID;

public class GenerateUUID {
    public static void main(String[] args) {
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        String uuidStr = StringUtils.remove(uuid.toString(), '-');
        System.out.println("UUID：" + uuidStr);
    }
}

  1. Google Guava：

Google Guava库可以使用它的UUID类来生成UUID。需要引入以下Maven依赖：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>30.0-jre</version>
</dependency>

java示例:

import com.google.common.base.CharMatcher;
import java.util.UUID;

public class GenerateUUID {
    public static void main(String[] args) {
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        String uuidStr = CharMatcher.is('-').removeFrom(uuid.toString());
        System.out.println("UUID：" + uuidStr);
    }
}

注意事项
之前提到了 Apache Commons 的 UUIDUtils 工具类，但是这个工具类实际上是用于字符串格式与 UUID 转化的，而不是生成 UUID。
如果你想要使用 Apache Commons 中的工具类来生成 UUID ，可以使用 RandomStringUtils 类中的 randomUUID() 方法。下面是一个简单示例：

import org.apache.commons.lang3.RandomStringUtils;

public class GenerateUUID {
    public static void main(String[] args) {
        String uuid = RandomStringUtils.randomNumeric(8) + "-" +
                      RandomStringUtils.randomNumeric(4) + "-" +
                      RandomStringUtils.randomNumeric(4) + "-" +
                      RandomStringUtils.randomNumeric(4) + "-" +
                      RandomStringUtils.randomNumeric(12);
        System.out.println("UUID：" + uuid);
    }
}
/*
上述代码中，RandomStringUtils的randomNumeric 
方法用于生成指定长度的数字字符串，然后通过字符串拼接的方式生成UUID。
需要注意的是，这种方式所生成的UUID并不是符合UUID标准规范的。
*/

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THE END
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