Java 使用 UUID 作为主键的缺点

1. 引言

在开发 Java 应用程序时，我们经常需要为实体对象生成唯一标识符作为主键。常见的主键生成策略包括自增长整数、全局唯一标识符（UUID）等。本文将重点讨论使用 UUID 作为主键的缺点，并给出相应的解决方案。

2. UUID 简介

UUID 是通用唯一标识符（Universally Unique Identifier）的缩写，它是一个由 128 位数字组成的标识符。UUID 的生成算法保证了几乎可以忽略重复的可能性，因此在分布式系统中广泛应用。

3. 优点

使用 UUID 作为主键具有以下优点：

  • 全局唯一性：UUID 的生成算法保证了几乎可以忽略重复的可能性，因此在分布式系统中使用 UUID 作为主键可以避免主键冲突的问题。
  • 分布式应用支持：由于 UUID 具有全局唯一性，因此可以方便地用于分布式系统中实体的唯一标识。

4. 缺点

然而，使用 UUID 作为主键也存在一些缺点，以下是一些主要的缺点：

4.1. 存储空间占用

UUID 使用 128 位数字表示，相对于自增长整数来说，存储空间占用更大。在大规模的数据存储场景下，存储空间的占用会成为一个问题。

4.2. 索引效率

使用 UUID 作为主键时，数据库的索引效率会降低。由于 UUID 是随机生成的，数据的插入是无序的，会导致索引的分裂，进而影响查询性能。

4.3. 排序问题

UUID 是根据时间戳生成的，因此它并不能保证数据的插入顺序就是数据的时间顺序。这在需要按照时间顺序查询的场景下可能会导致问题。

5. 解决方案

为了解决使用 UUID 作为主键的上述问题，我们可以采用以下方案：

5.1. 使用短 UUID

UUID 使用 128 位数字表示，如果存储空间占用较大，我们可以考虑使用短 UUID。短 UUID 通常使用 64 位数字表示，可以减少存储空间的占用。

5.2. 结合自增长整数

我们可以将自增长整数与 UUID 结合使用。使用自增长整数作为主键可以解决存储空间占用和索引效率的问题，而使用 UUID 可以保证主键的全局唯一性。

5.3. 使用有序 UUID

有序 UUID 是根据时间戳生成的 UUID，可以保证生成的 UUID 是按照时间顺序递增的。这样可以解决排序问题，但也会带来一定的索引效率问题。

下面是一个示例代码，展示了如何生成有序 UUID：

import java.time.Instant;
import java.util.UUID;

public class OrderedUUIDDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Instant now = Instant.now();
        long timestamp = now.getEpochSecond();
        long nano = now.getNano();
        UUID orderedUUID = new UUID(timestamp, nano);
        System.out.println(orderedUUID.toString());
    }
}

6. 结论

使用 UUID 作为主键在某些场景下具有优势，但也存在一些缺点。为了解决这些缺点，我们可以采用短 UUID、结合自增长整数和使用有序 UUID 等方案。根据实际需求选择合适的主键生成策略，可以更好地提升应用程序的性能和可扩展性。

附录

甘特图

下图是使用甘特图展示的主键生成策略选择过程：

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