我是山姆鍋

什麼是 UUID? 相信多數參與軟體開發的人應該都知道。知道什麼是 UUID， 暸解
TimeUUID 也是輕而易舉的事情。雖然 TimeUUID 感覺無足輕重，
但在特定的使用案例 (use case)，又是這麼方便，山姆鍋覺得值得為它介紹一番。

何謂 UUID?

UUID，是 Universally Unique Identifier 的縮寫，中文可以翻譯為「通用唯一識別碼」。 軟體常常需要使用識別碼 (identifier) 來辨識不同實體或物件，這樣的識別碼也常常使用在資料庫中作為主 (Primary key)。 UUID 跟其它識別碼相比，主要特點在於：

  1. 不同的系統可以各自產生 UUID, 不需要中央資料庫或服務協助。
  2. 由各自系統產生的 UUID 衝突 (產生相同 UUID) 的機率很低，低到可以忽略。

所以，對於需要使用識別碼，卻又不能或者不想使用中央資料庫的系統，UUID 便成為很有吸引力的選擇。 當然如果應用 (applications) 一定不能出現重複的代碼，且發生重複時無法處理，UUID 自然不適合。 另外，因為 UUID 需要較多的位元組 (16 bytes) 才能表示，對於不能接受使用這麼大容量的應用也不適合。
除非是儲存容量或者頻寬真的非常小，不然 UUID 的長度已經不是使用上主要的考量。

何謂 TimeUUID?

簡單地說：TimeUUID 是一種 UUID，跟 UUID 相比多了下列特性：

  • 同一系統產生的 TimeUUID，後產生的 TimeUUID
    在位元組排序上一定比較大。

以另一個方式解釋，因為 UUID 跟 TimeUUID 在記憶體內部通常以 16 個 bytes 或者轉成 16 進位表示的字串， 使用按照字母順序 (Alphabetically) 由小到大排序，後產生的 TimeUUID 一定排在後面。

這個特點對於軟體開發有什麼用處？

TimeUUID 的用途

隨著物聯網 (Internet of Things) 的流行 [1] ，越來越多的資料都需要以發生時間順序來排序。 由於這些事件發生的頻率可能高過系統時鐘的解析度 (resolution)[2]， 直接以系統時間當作識別碼並不可行。 這種情況下， TimeUUID 便成為一個簡單的方案。

另外以訊息傳輸 (messaging) 為例，同一組訊息 (messages)，不管訊息的來源，不管接收的順序， 假設沒有遺失的條件下，所有接收者最終都可以得到相同的排序。 TimeUUID 單純的時間特性，使得它非常適合這種去中央化 (decentralized) 的方式決定訊息的順序。

TimeUUID 實作

許多不同的程式語言都有 TimeUUID 的實作。 Python 有個 time-uuid 套件可以使用， 以下是該專案提供的範例：

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>>> import random, time_uuid
>>> rand_time = lambda: float(random.randrange(0,30))+time_uuid.utctime()
>>> uuids = [time_uuid.TimeUUID.with_timestamp(rand_time()) for i in xrange(3)]
[TimeUUID('2e4ac100-31f1-11e2-9286-14109fcdd33b'),
TimeUUID('2db393a2-31f1-11e2-abda-14109fcdd33b'),
TimeUUID('2987779e-31f1-11e2-a699-14109fcdd33b')]
>>> list(sorted(uuids))
[TimeUUID('2987779e-31f1-11e2-a699-14109fcdd33b'),
TimeUUID('2db393a2-31f1-11e2-abda-14109fcdd33b'),
TimeUUID('2e4ac100-31f1-11e2-9286-14109fcdd33b')]

結語

山姆鍋最常使用 TimeUUID 來作為訊息的鍵值 (key)，使用 TimeUUID 來查詢最新或者一定時間範圍內的訊息。 只要是需要依照時間排序又需要避免重複 (conflict) 的情況，TimeUUID 就是一個很好用的時間標記。

  1. 山姆鍋也來湊熱鬧，硬是用物聯網當例子。 ↩︎

  2. 指系統時鐘變動的最小值，例如：時鐘每秒 100 次變動，則間隔最少為 10ms。 ↩︎