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用ULID替代 UUID 的最佳實踐

admin

2025年4月16日 13:4 本文熱度 400

在 C# 開發中，UUID（通用唯一標識符）是一種常見的標識符，用于生成全局唯一的 ID。然而，隨著分布式系統和高性能應用的需求增加，UUID 的一些缺點逐漸顯現。為了解決這些問題，ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）作為一種替代方案，正在被越來越多的開發者采用。

點擊下圖查看：C# 中 GUID 的全面解析：生成、格式化與應用場景，Net9版本下的 GUID V7版本使用

1. 什么是 UUID？

UUID（Universally Unique Identifier）是一種 128 位的標識符，通常用于標識數據庫記錄、分布式系統中的對象等。UUID 的主要特點是：

? 全局唯一性：理論上，UUID 的重復概率極低。
? 固定長度：UUID 的長度為 128 位（16 字節）。
? 多種格式：UUID 通常以 36 個字符的字符串形式表示，例如：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000。

盡管 UUID 在許多場景中表現良好，但它也存在一些局限性。

2. UUID 的局限性

1. 排序問題
UUID 是隨機生成的，無法按時間順序排序。這在需要按時間順序存儲或查詢數據的場景中會導致性能問題。
2. 可讀性差
UUID 的格式較長且隨機，難以閱讀和手動處理。例如：
```
550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
```
3. 存儲效率低
UUID 通常以字符串形式存儲，占用較多的存儲空間（36 個字符）。
4. 索引性能問題
在數據庫中，UUID 的隨機性會導致索引分布不均勻，從而降低查詢性能。

3. 什么是 ULID？

ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier）是一種 128 位的唯一標識符，與 UUID 類似，但它解決了 UUID 的一些局限性。ULID 的主要特點包括：

1. 按時間排序
ULID 的前 48 位基于時間戳（毫秒級），后 80 位為隨機數。這使得 ULID 可以按時間順序排序，非常適合需要時間排序的場景。
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. 存儲效率更高
ULID 的字符串長度為 26 個字符，比 UUID 的 36 個字符更短，占用更少的存儲空間。
4. 跨語言支持
ULID 是一種標準格式，支持多種編程語言，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、調試信息或用戶界面中顯示。
? 更高的存儲效率
ULID 的字符串長度為 26 個字符，比 UUID 的 36 個字符短約 28%，在大規模存儲場景中可以節省大量空間。
? 更好的索引性能
由于 ULID 的時間戳部分是遞增的，它在數據庫中插入時會保持索引的順序性，從而提高查詢性能。

5. 使用

使用開源庫 Ulid 來生成和操作 ULID。

5.1 安裝 NuGet 包

通過 NuGet 安裝 NUlid 庫：

dotnet add package NUlid

5.2 生成 ULID

使用 Ulid.NewUlid() 方法生成一個新的 ULID：

using NUlid;
var ulid = Ulid.NewUlid();
Console.WriteLine("生成的 ULID: " + ulid);
//生成的 ULID: 01JRS29BZ18KWK6TDPSKMB93ZY

5.3 從時間戳生成 ULID

基于指定的時間生成 ULID：


var timestamp = DateTimeOffset.UtcNow;
var ulid = Ulid.NewUlid(timestamp);
Console.WriteLine("基于時間生成的 ULID: " + ulid);
// 基于時間生成的 ULID: 01JRS2APB4C2JG7Y2X6D89XRDZ

5.4 解析 ULID

ULID 可以解析出時間戳部分：

using NUlid;

var ulid = Ulid.NewUlid();
Console.WriteLine("ULID: " + ulid);
Console.WriteLine("時間戳: " + ulid.Time.ToString("o"));
//ULID: 01JRS2BPS42D6VX1AYQZJFMQZQ
//時間戳: 2025 - 04 - 14T02: 34:23.9080000 + 00:00