從雪花算法到ULID的轉(zhuǎn)變

在構(gòu)建一個 URL 探測系統(tǒng)的過程中，我們對唯一標(biāo)識符生成方式提出了更高的要求：既需要全局唯一，又希望按時間有序，還要足夠高效、分布式友好。傳統(tǒng)的 Snowflake 雖然滿足了時間排序，但受限于中心協(xié)調(diào)器設(shè)計；而 UUID 又缺乏排序性，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)庫等場景中效率低下。

這時，我們發(fā)現(xiàn)了 ULID —— 一種新型的分布式唯一標(biāo)識符格式。它結(jié)合了 Snowflake 的時間排序能力與 UUID 的唯一性，甚至在編碼與存儲效率上也勝出一籌。

ULID 是什么？

ULID 全稱為 Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier（全局唯一、按字典序可排序的標(biāo)識符），它是一種設(shè)計精妙、實現(xiàn)高效的 128 位標(biāo)識符結(jié)構(gòu)：

ULID = 時間戳(48位) + 隨機數(shù)(80位)

其最終通過 Base32（Crockford 編碼）編碼后，轉(zhuǎn)化為一個26字符的可讀字符串。

ULID 的核心特性解讀

時間排序性內(nèi)置

ULID 的前 48 位記錄的是毫秒級時間戳，使其在生成時天然按照時間排序。這在下列場景中至關(guān)重要：

• 日志追蹤（日志ID按時間排序）
• 事件溯源系統(tǒng)
• 時序型主鍵設(shè)計（例如：IoT、傳感器數(shù)據(jù)）

強唯一性保障

后 80 位使用密碼學(xué)安全隨機數(shù)生成機制，即便在同一毫秒內(nèi)生成大量 ULID，也能保證幾乎無沖突（概率小于 1/(2^80)）。相比 UUID v4，ULID 提供了更穩(wěn)妥的隨機性保障。

天然支持分布式

與 Snowflake 不同，ULID 的生成無需中心節(jié)點或協(xié)調(diào)器，可以在任意節(jié)點獨立、安全地產(chǎn)生。非常適合：

• 容器化微服務(wù)
• 云原生環(huán)境
• 無狀態(tài)服務(wù)集群

高性能、無依賴

ULID 的生成過程非常輕量，不依賴網(wǎng)絡(luò)、不涉及鎖競爭，甚至可以嵌入到邊緣設(shè)備中執(zhí)行，滿足低延遲需求。

存儲緊湊、可讀性高

使用 Base32 Crockford 編碼后，ULID 僅需 26 個字符，結(jié)構(gòu)緊湊，比 UUID 更短更易讀，同時也兼容 UUID 的 128 位二進制格式。

ULID 的結(jié)構(gòu)圖解

ULID 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖：

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                  32_bit_uint_time_high                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     16_bit_uint_time_low     |     16_bit_uint_random         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                  32_bit_uint_random                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                  32_bit_uint_random                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

• 時間部分（48位）：表示自 Unix 紀(jì)元以來的毫秒時間戳
• 隨機部分（80位）：由高質(zhì)量熵源生成的隨機數(shù)
• 編碼結(jié)果：最終以 26 字符的 Base32 編碼表現(xiàn)，天然具備字典序 = 時間順序

ULID 的典型應(yīng)用場景

在 Golang 中快速上手 ULID

推薦使用 github.com/oklog/ulid 這個成熟庫：

package main


import (
	"fmt"
	"time"
	"github.com/oklog/ulid"
	"math/rand"
)


func main() {
	// 初始化時間與熵源
	t := time.Now()
	entropy := rand.New(rand.NewSource(t.UnixNano()))


	// 生成 ULID
	id := ulid.MustNew(ulid.Timestamp(t), entropy)


	// 輸出 ULID
	fmt.Println("ULID:", id)
	fmt.Println("String:", id.String())
	fmt.Println("Time:", ulid.Time(id.Time()))


	// 解析 ULID 字符串
	if parsed, err := ulid.Parse(id.String()); err == nil {
		fmt.Println("Parsed:", parsed)
	}
}

輸出示例：

ULID: 01HZ9FDZ17GM0CQXD7A71CN48V
String: 01HZ9FDZ17GM0CQXD7A71CN48V
Time: 2025-08-01 09:23:45 +0800 CST
Parsed: 01HZ9FDZ17GM0CQXD7A71CN48V

與其他 ID 方案對比一覽

結(jié)語：ULID，是時候換代了

在這個分布式、高并發(fā)成為主流的時代，ID 生成方案不再只是“唯一性”這一維度的考量。我們更關(guān)注：排序性、可讀性、分布式適配能力。

ULID 憑借其毫秒級排序能力、強唯一性、安全隨機性與極高性能，已經(jīng)成為現(xiàn)代系統(tǒng)中替代 UUID 與 Snowflake 的重要候選。

在項目中使用 ULID，你將獲得更清晰的日志、更穩(wěn)定的系統(tǒng)行為、更簡潔的存儲結(jié)構(gòu)。尤其是在 Go 語言生態(tài)中，oklog/ulid 提供了優(yōu)雅且成熟的實現(xiàn)，值得每一位后端開發(fā)者嘗試。

是否該告別雪花，迎接新生？ 答案，或許在你生成的第一個 ULID 中就已揭曉。