換掉 UUID,NanoID 更快、更短、更安全

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UUID 是軟件開發(fā)中最常用的通用標識符之一。然而,在過去的幾年里,其他的競品挑戰(zhàn)了它的存在。

其中,NanoID 是 UUID 的主要競爭對手之一。

因此,在本文中,我們將展開討論 NanoID 的功能、它的亮點以及它的局限性,以便讓我們更好地了解何時使用它。

image.png

NanoID的特點

1. NanoID 只有 108 個字節(jié)那么大

與 UUID 不同,NanoID 的大小要小 4.5 倍,并且沒有任何依賴關系。此外,大小限制已用于將大小從另外 35% 減小。

大小減少直接影響數(shù)據(jù)的大小。例如,使用 NanoID 的對象小而緊湊,能夠用于數(shù)據(jù)傳輸和存儲。隨著應用程序的增長,這些數(shù)字變得明顯起來。

2. 更安全

在大多數(shù)隨機生成器中,它們使用不安全的 Math.random()。但是,NanoID 使用 crypto module 和 Web Crypto API,意味著 NanoID 更安全。

此外,NanoID 在 ID 生成器的實現(xiàn)過程中使用了自己的算法,稱為 統(tǒng)一算法,而不是使用“隨機 % 字母表” random % alphabet。

3. 它既快速又緊湊

由于內(nèi)存分配的技巧,NanoID 比 UUID 快 60%。與 UUID 字母表中的 36 個字符不同,NanoID 只有 21 個字符。

0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_abcdefghijklmnopqrstuvwxyz-

由于字母表更大,需要超過 1 萬億年,才能有 1% 的概率至少發(fā)生一次碰撞,因此較短的 ID 可以用于與較長的 UUID 相同的目的。

碰撞所需時間和概率測試:http://dw-z.ink/2jHeh

此外,NanoID 支持 14 種不同的編程語言,它們分別是:

C#, C++, Clojure and ClojureScript, Crystal, Dart & Flutter, Deno, Go, Elixir, Haskell, Janet, Java, Nim, Perl, PHP, Python with dictionaries, Ruby , Rust, Swift

4. 兼容性

它還支持 PouchDB、CouchDB WebWorkers、Rollup 以及 React 和 Reach-Native 等庫。

我們可以使用 npx nanoid 在終端中獲得唯一 ID。在 JavaScript 中使用 NanoID 唯一的要求是要先安裝 NodeJS。


image.png

此外,我們還可以在 Redux toolkit 中找到 NanoID,并將其用于其他用例,如下所示;

import { nanoid } from ‘@reduxjs/toolkit’  
console.log(nanoid()) //‘dgPXxUz_6fWIQBD8XmiSy’

5. 自定義字母

NanoID 的另一個現(xiàn)有功能是它允許開發(fā)人員使用自定義字母表。我們可以更改文字或 id 的大小,如下所示:

import { customAlphabet } from 'nanoid';  
const nanoid = customAlphabet('ABCDEF1234567890', 12);  
model.id = nanoid();

在上面的示例中,我將自定義字母表定義為 ABCDEF1234567890,并將 Id 的大小定義為 12。

6. 沒有第三方依賴

由于 NanoID 不依賴任何第三方依賴,隨著時間的推移,它能夠變得更加穩(wěn)定自治。

從長遠來看,這有利于優(yōu)化包的大小,并使其不太容易出現(xiàn)依賴項帶來的問題。

使用

NodeJS

NanoID 每周的 NPM 下載量超過 1175.4 萬,并且運行起來比 UUID 快 60%

  • 安裝npm i nanoid
  • 使用import { nanoid } from 'nanoid';
    model.id = nanoid();

Java

  • 添加依賴(方式一)<dependency>
    <groupId>com.aventrix.jnanoid</groupId>
    <artifactId>jnanoid</artifactId>
    <version>2.0.0</version>
    </dependency>
  • 自定義工具類(方式二);二選一即可import java.security.SecureRandom;
    import java.util.Random;
    public final class NanoIdUtils {
    public static final SecureRandom DEFAULT_NUMBER_GENERATOR = new SecureRandom();
    public static final char[] DEFAULT_ALPHABET = "_-0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ".toCharArray();
    public static final int DEFAULT_SIZE = 21;
    private NanoIdUtils() {
    //Do Nothing
    }public static String randomNanoId() {
    return randomNanoId(DEFAULT_NUMBER_GENERATOR, DEFAULT_ALPHABET, 21);
    }public static String randomNanoId(Random random, char[] alphabet, int size) {
    if (random == null) {
    throw new IllegalArgumentException("random cannot be null.");
    } else if (alphabet == null) {
    throw new IllegalArgumentException("alphabet cannot be null.");
    } else if (alphabet.length != 0 && alphabet.length < 256) {
    if (size <= 0) {
    throw new IllegalArgumentException("size must be greater than zero.");
    } else {
    int mask = (2 << (int) Math.floor(Math.log((double) (alphabet.length - 1)) / Math.log(2.0D))) - 1;
    int step = (int) Math.ceil(1.6D * (double) mask * (double) size / (double) alphabet.length);
    StringBuilder idBuilder = new StringBuilder();
    while (true) {
    byte[] bytes = new byte[step];
    random.nextBytes(bytes);for (int i = 0; i < step; ++i) {
    int alphabetIndex = bytes[i] & mask;
    if (alphabetIndex < alphabet.length) {
    idBuilder.append(alphabet[alphabetIndex]);if (idBuilder.length() == size) {
    return idBuilder.toString();
    }}}}}} else {
    throw new IllegalArgumentException("alphabet must contain between 1 and 255 symbols.");
    }}}
  • 使用String nanoId = NanoIdUtils.randomNanoId(); // aqiPmNG5kG6wtNIZP1g8d

更多其他的語言

更多其他語言的工具類,可查看:https://github.com/aventrix/jnanoid#other-programming-languages

image.png

未來趨勢

NanoID 比 UUID 年輕了將近 7 年,而且它的 GitHub 星數(shù)已經(jīng)比 UUID 多;下圖顯示了這兩個之間的 npm 趨勢比較,我們可以看到 NanoID 的上升趨勢與 UUID 的下滑趨勢有強烈的對比。

https://www.npmtrends.com/nanoid-vs-uuid

image.png
image.png

來源:https://www.npmjs.com/package/nanoid

上述基準測試顯示了 NanoID 與其他主要 id 生成器相比的性能。

使用默認字母表每秒可生成超過 220 萬個唯一 ID,使用自定義字母表每秒可生成超過 180 萬個唯一 ID。

根據(jù)我使用 UUID 和 NanoID 的經(jīng)驗,考慮到它的小尺寸、URL 友好性、安全性和速度,我建議在任何未來的項目中使用 NanoID 而不是 UUID。

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