小科普：通用唯一标识码UUID的介绍及使用

通用唯一标识码UUID的介绍及使用

什么是UUID？

UUID全称：Universally Unique Identifier，即通用唯一识别码。

UUID是由一组32位数的16进制数字所构成，是故UUID理论上的总数为16^32 = 2^128，约等于3.4 x 10^38。也就是说若每纳秒产生1兆个UUID，要花100亿年才会将所有UUID用完。

UUID的标准型式包含32个16进制数字，以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符，如：550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000。

UUID的作用

UUID的是让分布式系统中的所有元素都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此一来，每个人都可以创建不与其它人冲突的UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库创建时的名称重复问题。目前最广泛应用的UUID，是微软公司的全局唯一标识符（GUID），而其他重要的应用，则有Linux ext2/ext3文件系统、LUKS加密分区、GNOME、KDE、Mac OS X等等。

UUID的组成

UUID是指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。通常平台会提供生成的API。按照开放软件基金会(OSF)制定的标准计算，用到了以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码和许多可能的数字。

UUID由以下几部分的组合：

当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。时钟序列。全局唯一的IEEE机器识别号，如果有网卡，从网卡MAC地址获得，没有网卡以其他方式获得。

UUID的唯一缺陷在于生成的结果串会比较长。关于UUID这个标准使用最普遍的是微软的GUID(Globals Unique Identifiers)。

UUID的生成

publicstaticvoidmain(String[] args)throws Exception { System.out.println(UUID.randomUUID());}批量生成UUID网站：http://www.uuid.online/

UUID的定义以及作用

UUID含义是通用唯一识别码 (Universally Unique Identifier)，这 是一个软件建构的标准，也是被开源软件基金会 (Open Software Foundation, OSF) 的组织应用在分布式计算环境 (Distributed Computing Environment, DCE) 领域的重要部分。

作用：

UUID 的目的是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识资讯，而不需要透过中央控制端来做辨识资讯的指定。如此一来，每个人都可以建立不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库建立时的名称重复问题。目前最广泛应用的 UUID，即是微软的 Microsofts Globally Unique Identifiers (GUIDs)，而其他重要的应用，则有 Linux ext2/ext3 档案系统、LUKS 加密分割区、GNOME、KDE、Mac OS X 等等。

组成：

UUID是指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。通常平台会提供生成的API。按照开放软件基金会(OSF)制定的标准计算，用到了以太网卡地址、纳秒级时间、芯片ID码和许多可能的数字

UUID由以下几部分的组合：

（1）当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。

（2）时钟序列。

（3）全局唯一的IEEE机器识别号，如果有网卡，从网卡MAC地址获得，没有网卡以其他方式获得。

UUID的唯一缺陷在于生成的结果串会比较长。关于UUID这个标准使用最普遍的是微软的GUID(Globals Unique Identifiers)。在ColdFusion中可以用CreateUUID()函数很简单地生成UUID，其格式为：xxxxxxxx-xxxx- xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16)，其中每个 x 是 0-9 或 a-f 范围内的一个十六进制的数字。而标准的UUID格式为：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)，可以从cflib 下载CreateGUID() UDF进行转换。

应用：

使用UUID的好处在分布式的软件系统中（比如：DCE/RPC, COM+,CORBA）就能体现出来，它能保证每个节点所生成的标识都不会重复，并且随着WEB服务等整合技术的发展，UUID的优势将更加明显。根据使用的特定机制，UUID不仅需要保证是彼此不相同的，或者最少也是与公元3400年之前其他任何生成的通用唯一标识符有非常大的区别。UUID最少在3000+年内不会重复。

通用唯一标识符还可以用来指向大多数的可能的物体。微软和其他一些软件公司都倾向使用全球唯一标识符（GUID），这也是通用唯一标识符的一种类型，可用来指向组建对象模块对象和其他的软件组件。第一个通用唯一标识符是在网络计算机系统（NCS）中创建，并且随后成为开放软件基金会（OSF）的分布式计算环境（DCE）的组件。

代码：

C#

1234567891011using System;namespace Demo{ public class Test { public static void Main() { Guid guid=Guid.NewGuid(); Console.WriteLine(guid); } }}

Java

1234567package com.mytest;import java.util.UUID;public class UTest { public static void main(String[] args) { UUID uuid = UUID.randomUUID(); System.out.println(uuid);}}

Go

12345678import( “http://github.com/nu7hatch/gouuid” “fmt”) func main(){ fmt.Println(uuid.NewV4().String())}

其他版本的介绍，组合在一起加深理解

什么是UUID？

UUID是Universally Unique Identifier的缩写，它是在一定的范围内（从特定的名字空间到全球）唯一的机器生成的标识符。UUID具有以下涵义：

经由一定的算法机器生成

为了保证UUID的唯一性，规范定义了包括网卡MAC地址、时间戳、名字空间（Namespace）、随机或伪随机数、时序等元素，以及从这些元素生成UUID的算法。UUID的复杂特性在保证了其唯一性的同时，意味着只能由计算机生成。

非人工指定，非人工识别

UUID是不能人工指定的，除非你冒着UUID重复的风险。UUID的复杂性决定了“一般人“不能直接从一个UUID知道哪个对象和它关联。

在特定的范围内重复的可能性极小

UUID的生成规范定义的算法主要目的就是要保证其唯一性。但这个唯一性是有限的，只在特定的范围内才能得到保证，这和UUID的类型有关（参见UUID的版本）。

UUID是16字节128位长的数字，通常以36字节的字符串表示，示例如下：

3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301

其中的字母是16进制表示，大小写无关。

GUID（Globally Unique Identifier）是UUID的别名；但在实际应用中，GUID通常是指微软实现的UUID。

UUID的版本

UUID具有多个版本，每个版本的算法不同，应用范围也不同。

首先是一个特例－－Nil UUID－－通常我们不会用到它，它是由全为0的数字组成，如下：

00000000-0000-0000-0000-000000000000

UUID Version 1：基于时间的UUID

基于时间的UUID通过计算当前时间戳、随机数和机器MAC地址得到。由于在算法中使用了MAC地址，这个版本的UUID可以保证在全球范围的唯一性。但与此同时，使用MAC地址会带来安全性问题，这就是这个版本UUID受到批评的地方。如果应用只是在局域网中使用，也可以使用退化的算法，以IP地址来代替MAC地址－－Java的UUID往往是这样实现的（当然也考虑了获取MAC的难度）。

UUID Version 2：DCE安全的UUID

DCE（Distributed Computing Environment）安全的UUID和基于时间的UUID算法相同，但会把时间戳的前4位置换为POSIX的UID或GID。这个版本的UUID在实际中较少用到。

UUID Version 3：基于名字的UUID（MD5）

基于名字的UUID通过计算名字和名字空间的MD5散列值得到。这个版本的UUID保证了：相同名字空间中不同名字生成的UUID的唯一性；不同名字空间中的UUID的唯一性；相同名字空间中相同名字的UUID重复生成是相同的。

UUID Version 4：随机UUID

根据随机数，或者伪随机数生成UUID。这种UUID产生重复的概率是可以计算出来的，但随机的东西就像是买彩票：你指望它发财是不可能的，但狗屎运通常会在不经意中到来。

UUID Version 5：基于名字的UUID（SHA1）

和版本3的UUID算法类似，只是散列值计算使用SHA1（Secure Hash Algorithm 1）算法。

UUID的应用

从UUID的不同版本可以看出，Version 1/2适合应用于分布式计算环境下，具有高度的唯一性；Version 3/5适合于一定范围内名字唯一，且需要或可能会重复生成UUID的环境下；至于Version 4，我个人的建议是最好不用（虽然它是最简单最方便的）。

通常我们建议使用UUID来标识对象或持久化数据，但以下情况最好不使用UUID：

映射类型的对象。比如只有代码及名称的代码表。人工维护的非系统生成对象。比如系统中的部分基础数据。

对于具有名称不可重复的自然特性的对象，最好使用Version 3/5的UUID。比如系统中的用户。如果用户的UUID是Version 1的，如果你不小心删除了再重建用户，你会发现人还是那个人，用户已经不是那个用户了。（虽然标记为删除状态也是一种解决方案，但会带来实现上的复杂性。）

UUID生成器

我没想着有人看完了这篇文章就去自己实现一个UUID生成器，所以前面的内容并不涉及算法的细节。下面是一些可用的Java UUID生成器：

Java UUID Generator (JUG)：开源UUID生成器，LGPL协议，支持MAC地址。UUID：特殊的License，有源码。Java 5以上版本中自带的UUID生成器：好像只能生成Version 3/4的UUID。

此外，Hibernate中也有一个UUID生成器，但是，生成的不是任何一个（规范）版本的UUID，强烈不建议使用。

【References】

[1] 百度百科（http://baike.baidu.com/item/UUID

）

[2] http://www.blogjava.net/feelyou/archive/2008/10/14/234320.html

BLE设备之间的交互过程

本文的目标 ：

了解BLE之间设备是如何工作的，有哪些主要流程，为后续深入BLE协议分析做准备。

现在以HRS(Heart Rate Sensor)为例来说明。硬件：Heart Rate Sensor，手机

Heart Rate Sensor：负责检测心率等信息； 手机：同HRS通过BLE通信，搜集并展现出心率等信息

二者对应关系如下：

从协议的角度讲，Heart Rate Sensor必须提供两种服务(蓝牙规范所定义)：

Heart Rate Service：提供心率等服务，Device Information Service提供设备信息服务。

连接图：

手机就是充当Collector的角色；为了了解手机与HRS之间的交互流程，先来看手机端的操作：

手机操作经过三步：

搜索发现设备 My BLE，其蓝牙地址是01:88:BE:51:41:44，此时手机只知道周围有一个BLE设备；连接该设备，并搜索发现设备提供的服务，发现其提供两个服务：Heart Rate Service和Device Information Service查看Heart Rate Service提供的服务和操作方法，可以看到，提供SensorLocation，HeartRate测量以及EnergyExpended功能，并且有一个STAR TNOTIFY开关。打开开关就能收到HeartRate Sensor通知的心率值，图中的70bpm

这个过程如下：

Heart Rate Sensor对外广播，手机扫描搜索周围设备，并在收到Heart Rate Sensor的广播数据后发起连接，连接成功后搜索其提供的服务，并发现HeartRate Sensor服务的特性和操作方法，进而获取心率监测。

大致过程如下：

以下是整个过程对应的数据包，从中也可以印证：

广播与连接：

2. 链路控制，例如更新链路参数

3. 发现服务(service),发现服务是一个过程，可能通过多次交互才能完成

4. 发现服务的特性(characteristics),发现特性也是一个过程，可能通过多次交互才能完成

5. 操作服务，这里包括手机读或者写Heartrate sesnsor提供的服务特性，Heart rate sesnsor的主动通知(Notify)方法：

6. 断开连接

以上这个过程是一个典型的BLE设备之间的交互过程。几个阶段说明如下：（a）广播与扫描：

一个设备要让其他设备能发现，则必须向外广播，而一个设备如果对广播者感兴趣，想进一步了解，则可以通过扫描该设备来进一步获取该设备提供的信息，通过这个阶段，扫描的设备已经基本清楚了广播设备信息，以及提供的能力，从而可以判断是否连接该设备。

（b）建立连接：当扫描者想与广播者可以建立连接，那么设备之间就会有一个建立连接请求。

1） 在建立连接后，如果设备之间要设置一些连接信息或者获取版本信息等等，这可以提供链路层定义的数据格式来发送数据实现，例如master更改连接参数，slave发起更新连接参数请求等等

2） 为了无线安全，例如数据加密，对数据完整性验证，以及数据在传送过程中有没有被修改等，设备之间可以发起配对流程，该过程是可选实现的。

3） 建立连接请求后，为了能获取设备提供的服务，让客户端能操作设备，那么就需要经历一个设备服务发现过程，只有在这一步后，才能知道设备提供服务的具体操作方法以及操作handle。

4） 知道了设备的具体操作方法，就可以操作设备

5） 最后，设备任意一方可以发起断开连接请求。

整个流程包括了广播通道上的PDU(广播和连接请求)，以及数据通道上的PDU (L2CAP,ATT/GATT)，后面具体章节将根据PDU类型来分析具体流程。