POCO C++库学习和分析 -- UUID

POCO C++库学习和分析 -- UUID

1. 概述

通用唯一识别码（英语：Universally Unique Identifier，简称UUID）是一种软件建构的标准。UUID的目的，是让分散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。一组UUID，是由一串16位组（亦称128位）的16进位数字所构成，是故UUID理论上的总数为216
x 8=2128，约等于3.4 x 1038。UUID的标准型式包含32个16进位数字，以连字号分为五段，形式为8-4-4-4-12的36个字符。

Poco中提供了Poco::UUID类来存储UUID信息，提供了Poco::UUIDGenerator类生成UUID信息。其类图如下：

2. Poco::UUID与Poco::UUIDGenerator类

Poco::UUID类很简单，用于存储UUID信息，支持所有的值语义，包括所有的关系运算符，也支持字符串之间的相互准换。

Poco::UUIDGenerator类用于生成UUID信息。UUIDGenerator类生成UUID信息的方法有3中，分别是基于时间生成、基于名字(数字摘要)生成、基于随机数生成。

基于时间的函数如下：

UUID UUIDGenerator::create()
{
	FastMutex::ScopedLock lock(_mutex);

	if (!_haveNode)
	{
		Environment::nodeId(_node);
		_haveNode = true;
	}
	Timestamp::UtcTimeVal tv = timeStamp();
	UInt32 timeLow = UInt32(tv & 0xFFFFFFFF);
	UInt16 timeMid = UInt16((tv >> 32) & 0xFFFF);
	UInt16 timeHiAndVersion = UInt16((tv >> 48) & 0x0FFF) + (UUID::UUID_TIME_BASED << 12);
	UInt16 clockSeq = (UInt16(_random.next() >> 4) & 0x3FFF) | 0x8000;
	return UUID(timeLow, timeMid, timeHiAndVersion, clockSeq, _node);
}

从上面我们看到，其获取了Mac地址信息和当前时间戳，最终生成uuid信息。Poco中获取Mac地址，可见文章<平台与环境>。

基于名称的生成函数如下：

UUID UUIDGenerator::createFromName(const UUID& nsid, const std::string& name, DigestEngine& de)
{
	poco_assert_dbg (de.digestLength() >= 16);

	UUID netNsid = nsid;
	netNsid.toNetwork();
	de.reset();
	de.update(&netNsid._timeLow, sizeof(netNsid._timeLow));
	de.update(&netNsid._timeMid, sizeof(netNsid._timeMid));
	de.update(&netNsid._timeHiAndVersion, sizeof(netNsid._timeHiAndVersion));
	de.update(&netNsid._clockSeq, sizeof(netNsid._clockSeq));
	de.update(&netNsid._node[0], sizeof(netNsid._node));
	de.update(name);
	char buffer[16];
	const DigestEngine::Digest& d = de.digest();
	for (int i = 0; i < 16; ++i)
	{
		buffer[i] = d[i];
	}
	return UUID(buffer, UUID::UUID_NAME_BASED);
}

从上面我们看到，其根据一个已有的uuid和一个字符串生成了16位的数字摘要。获取数字摘要，可见文章<随机数和数字摘要>。

基于随机数的生成函数如下：

UUID UUIDGenerator::createRandom()
{
	char buffer[16];
	RandomInputStream ris;
	ris.read(buffer, sizeof(buffer));
	return UUID(buffer, UUID::UUID_RANDOM);
}

从上面我们看到，其生成了一串16个字符的数组。获取随机数，可见文章<随机数和数字摘要>。

下面是其使用的一个例子：

#include "Poco/UUID.h"
#include "Poco/UUIDGenerator.h"
#include <iostream>
using Poco::UUID;
using Poco::UUIDGenerator;

int main(int argc, char** argv)
{
	UUIDGenerator& generator = UUIDGenerator::defaultGenerator();
	UUID uuid1(generator.create()); // time based
	UUID uuid2(generator.createRandom());
	UUID uuid3(generator.createFromName(UUID::uri(), "http://appinf.com"));
	std::cout << uuid1.toString() << std::endl;
	std::cout << uuid2.toString() << std::endl;
	std::cout << uuid3.toString() << std::endl;
	return 0;
}

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