在 C# 開發(fā)中，UUID（通用唯一標(biāo)識(shí)符）是一種常見的標(biāo)識(shí)符，用于生成全局唯一的 ID。然而，隨著分布式系統(tǒng)和高性能應(yīng)用的需求增加，UUID 的一些缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)。為了解決這些問(wèn)題，ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）作為一種替代方案，正在被越來(lái)越多的開發(fā)者采用。
點(diǎn)擊下圖查看：C# 中 GUID 的全面解析：生成、格式化與應(yīng)用場(chǎng)景，Net9版本下的 GUID V7版本使用
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1. 什么是 UUID？
UUID（Universally Unique Identifier）是一種 128 位的標(biāo)識(shí)符，通常用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄、分布式系統(tǒng)中的對(duì)象等。UUID 的主要特點(diǎn)是：
- ? 全局唯一性：理論上，UUID 的重復(fù)概率極低。
- ? 固定長(zhǎng)度：UUID 的長(zhǎng)度為 128 位（16 字節(jié)）。
- ? 多種格式：UUID 通常以 36 個(gè)字符的字符串形式表示，例如：
550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000。
盡管 UUID 在許多場(chǎng)景中表現(xiàn)良好，但它也存在一些局限性。
2. UUID 的局限性
- 1. 排序問(wèn)題
UUID 是隨機(jī)生成的，無(wú)法按時(shí)間順序排序。這在需要按時(shí)間順序存儲(chǔ)或查詢數(shù)據(jù)的場(chǎng)景中會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。 - 2. 可讀性差
UUID 的格式較長(zhǎng)且隨機(jī)，難以閱讀和手動(dòng)處理。例如：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
- 3. 存儲(chǔ)效率低
UUID 通常以字符串形式存儲(chǔ)，占用較多的存儲(chǔ)空間（36 個(gè)字符）。 - 4. 索引性能問(wèn)題
在數(shù)據(jù)庫(kù)中，UUID 的隨機(jī)性會(huì)導(dǎo)致索引分布不均勻，從而降低查詢性能。
3. 什么是 ULID？
ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）是一種 128 位的唯一標(biāo)識(shí)符，與 UUID 類似，但它解決了 UUID 的一些局限性。ULID 的主要特點(diǎn)包括：
- 1. 按時(shí)間排序
ULID 的前 48 位基于時(shí)間戳（毫秒級(jí)），后 80 位為隨機(jī)數(shù)。這使得 ULID 可以按時(shí)間順序排序，非常適合需要時(shí)間排序的場(chǎng)景。 - 2. 可讀性更高
ULID 使用 Base32 編碼，生成的字符串更短且更易讀。例如：01H3Z5VJ8XK4Y5F3G7T9Q2W1A6
- 3. 存儲(chǔ)效率更高
ULID 的字符串長(zhǎng)度為 26 個(gè)字符，比 UUID 的 36 個(gè)字符更短，占用更少的存儲(chǔ)空間。 - 4. 跨語(yǔ)言支持
ULID 是一種標(biāo)準(zhǔn)格式，支持多種編程語(yǔ)言，包括 C#。
4. 為什么選擇 ULID 替代 UUID？
- ? 更好的可讀性
ULID 的 Base32 編碼使其更短、更易讀，便于在日志、調(diào)試信息或用戶界面中顯示。 - ? 更高的存儲(chǔ)效率
ULID 的字符串長(zhǎng)度為 26 個(gè)字符，比 UUID 的 36 個(gè)字符短約 28%，在大規(guī)模存儲(chǔ)場(chǎng)景中可以節(jié)省大量空間。 - ? 更好的索引性能
由于 ULID 的時(shí)間戳部分是遞增的，它在數(shù)據(jù)庫(kù)中插入時(shí)會(huì)保持索引的順序性，從而提高查詢性能。
5. 使用
使用開源庫(kù) Ulid 來(lái)生成和操作 ULID。
5.1 安裝 NuGet 包
通過(guò) NuGet 安裝 NUlid 庫(kù)：
dotnet add package NUlid
5.2 生成 ULID
使用 Ulid.NewUlid() 方法生成一個(gè)新的 ULID：
using NUlid;
var ulid = Ulid.NewUlid();
Console.WriteLine("生成的 ULID: " + ulid);
//生成的 ULID: 01JRS29BZ18KWK6TDPSKMB93ZY
5.3 從時(shí)間戳生成 ULID
基于指定的時(shí)間生成 ULID：
var timestamp = DateTimeOffset.UtcNow;
var ulid = Ulid.NewUlid(timestamp);
Console.WriteLine("基于時(shí)間生成的 ULID: " + ulid);
// 基于時(shí)間生成的 ULID: 01JRS2APB4C2JG7Y2X6D89XRDZ
5.4 解析 ULID
ULID 可以解析出時(shí)間戳部分：
using NUlid;
var ulid = Ulid.NewUlid();
Console.WriteLine("ULID: " + ulid);
Console.WriteLine("時(shí)間戳: " + ulid.Time.ToString("o"));
//ULID: 01JRS2BPS42D6VX1AYQZJFMQZQ
//時(shí)間戳: 2025 - 04 - 14T02: 34:23.9080000 + 00:00
6. ULID 的應(yīng)用場(chǎng)景
- 1. 日志系統(tǒng)
使用 ULID 作為日志的唯一標(biāo)識(shí)符，便于按時(shí)間順序存儲(chǔ)和查詢。 - 2. 分布式系統(tǒng)
在分布式系統(tǒng)中，ULID 可以作為全局唯一的標(biāo)識(shí)符，同時(shí)支持時(shí)間排序。 - 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)主鍵
使用 ULID 替代 UUID 作為主鍵，優(yōu)化索引性能并節(jié)省存儲(chǔ)空間。 - 4. 事件流處理
在事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中，ULID 可以確保事件按時(shí)間順序處理。
7. 總結(jié)
ULID 是 UUID 的一種優(yōu)秀替代方案，特別適合需要時(shí)間排序、高性能索引和更高可讀性的場(chǎng)景。在 C# 中，使用 ULID 可以顯著提升系統(tǒng)的性能和可維護(hù)性。 通過(guò)合理使用 ULID，開發(fā)者可以構(gòu)建更高效、更可靠的分布式系統(tǒng)和應(yīng)用程序。
該文章在 2025/4/16 15:02:54 編輯過(guò)
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