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
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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
6. ULID 的應用場景
- 1. 日志系統
使用 ULID 作為日志的唯一標識符，便于按時間順序存儲和查詢。 - 2. 分布式系統
在分布式系統中，ULID 可以作為全局唯一的標識符，同時支持時間排序。 - 3. 數據庫主鍵
使用 ULID 替代 UUID 作為主鍵，優化索引性能并節省存儲空間。 - 4. 事件流處理
在事件驅動架構中，ULID 可以確保事件按時間順序處理。
7. 總結
ULID 是 UUID 的一種優秀替代方案，特別適合需要時間排序、高性能索引和更高可讀性的場景。在 C# 中，使用 ULID 可以顯著提升系統的性能和可維護性。 通過合理使用 ULID，開發者可以構建更高效、更可靠的分布式系統和應用程序。
該文章在 2025/4/16 15:02:54 編輯過
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