UUID（Universally Unique Identifier，通用唯一标识符）是一个128位的标识符，用于在分布式系统中唯一地标识信息。Python通过uuid模块提供了UUID的生成和处理功能。

UUID基本概念 #

UUID有5个版本，每个版本使用不同的生成方法：

1. 版本1 - 基于时间戳和MAC地址
2. 版本2 - 基于DCE安全（不常用）
3. 版本3 - 基于MD5哈希和命名空间
4. 版本4 - 基于随机数
5. 版本5 - 基于SHA-1哈希和命名空间

Python uuid模块使用 #

导入模块 #

import uuid

生成UUID #

版本1 UUID（基于时间戳和MAC地址） #

uuid1 = uuid.uuid1()
print(uuid1)  # 例如: 6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8

版本4 UUID（随机生成） #

uuid4 = uuid.uuid4()
print(uuid4)  # 例如: 110ec58a-a0f2-4ac4-8393-c866d813b8d1

版本3和5 UUID（基于命名空间和名称） #

# 版本3 - 使用MD5哈希
uuid3 = uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, 'example.com')
print(uuid3)  # 例如: 6fa459ea-ee8a-3ca4-894e-db77e160355e

# 版本5 - 使用SHA-1哈希
uuid5 = uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, 'example.com')
print(uuid5)  # 例如: 886313e1-3b8a-5372-9b90-0c9aee199e5d

UUID对象属性 #

u = uuid.uuid4()

print(u.bytes)      # 16字节的原始UUID
print(u.hex)        # 32字符的十六进制表示
print(u.int)        # 128位整数
print(u.variant)    # UUID变体
print(u.version)    # UUID版本号

字符串与UUID转换 #

# 字符串转UUID
s = '110ec58a-a0f2-4ac4-8393-c866d813b8d1'
u = uuid.UUID(s)

# UUID转字符串
str_uuid = str(u)

实际应用场景 #

1. 数据库主键：替代自增ID，避免暴露数据量

   import sqlite3
   
   conn = sqlite3.connect('example.db')
   c = conn.cursor()
   c.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
                (id TEXT PRIMARY KEY, name TEXT)''')
   
   user_id = str(uuid.uuid4())
   c.execute("INSERT INTO users VALUES (?, ?)", (user_id, 'Alice'))
   conn.commit()

2. 文件命名：生成唯一文件名

   filename = f"report_{uuid.uuid4().hex}.pdf"

3. 会话标识：Web应用中的会话ID

   session_id = uuid.uuid4().hex

4. 分布式系统：跨系统的唯一标识

注意事项 #

1. 版本选择：

   • 需要可预测的标识符 → 版本3或5
   • 需要完全随机的标识符 → 版本4
   • 需要包含时间信息 → 版本1

2. 安全性：

   • 版本1可能泄露MAC地址和时间信息
   • 版本4虽然是随机的，但Python使用的随机源可能不够安全（对安全性要求高的场景应使用secrets模块）

3. 性能：

   • 版本4生成速度最快
   • 版本1和3/5因为有计算过程，相对较慢

UUID提供了一种简单可靠的方式来生成全局唯一标识符，在分布式系统和需要唯一标识的场景中非常有用。