将UUID存储为base64字符串

时间:2009-04-21 14:18:02

标签: java sql bytearray base64 uuid

我一直在尝试使用UUID作为数据库密钥。我希望尽可能占用最少的字节数,同时仍然保持UUID表示可读。

我认为我已经使用base64将它降低到22个字节,并删除了一些似乎没有必要为我的目的存储的尾随“==”。这种方法有什么缺陷吗?

基本上我的测试代码会进行一系列转换,以将UUID降低到22字节的字符串,然后将其转换回UUID。

import java.io.IOException;
import java.util.UUID;

public class UUIDTest {

    public static void main(String[] args){
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("UUID String: " + uuid.toString());
        System.out.println("Number of Bytes: " + uuid.toString().getBytes().length);
        System.out.println();

        byte[] uuidArr = asByteArray(uuid);
        System.out.print("UUID Byte Array: ");
        for(byte b: uuidArr){
            System.out.print(b +" ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("Number of Bytes: " + uuidArr.length);
        System.out.println();


        try {
            // Convert a byte array to base64 string
            String s = new sun.misc.BASE64Encoder().encode(uuidArr);
            System.out.println("UUID Base64 String: " +s);
            System.out.println("Number of Bytes: " + s.getBytes().length);
            System.out.println();


            String trimmed = s.split("=")[0];
            System.out.println("UUID Base64 String Trimmed: " +trimmed);
            System.out.println("Number of Bytes: " + trimmed.getBytes().length);
            System.out.println();

            // Convert base64 string to a byte array
            byte[] backArr = new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(trimmed);
            System.out.print("Back to UUID Byte Array: ");
            for(byte b: backArr){
                System.out.print(b +" ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("Number of Bytes: " + backArr.length);

            byte[] fixedArr = new byte[16];
            for(int i= 0; i<16; i++){
                fixedArr[i] = backArr[i];
            }
            System.out.println();
            System.out.print("Fixed UUID Byte Array: ");
            for(byte b: fixedArr){
                System.out.print(b +" ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("Number of Bytes: " + fixedArr.length);

            System.out.println();
            UUID newUUID = toUUID(fixedArr);
            System.out.println("UUID String: " + newUUID.toString());
            System.out.println("Number of Bytes: " + newUUID.toString().getBytes().length);
            System.out.println();

            System.out.println("Equal to Start UUID? "+newUUID.equals(uuid));
            if(!newUUID.equals(uuid)){
                System.exit(0);
            }


        } catch (IOException e) {
        }

    }


    public static byte[] asByteArray(UUID uuid) {

        long msb = uuid.getMostSignificantBits();
        long lsb = uuid.getLeastSignificantBits();
        byte[] buffer = new byte[16];

        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            buffer[i] = (byte) (msb >>> 8 * (7 - i));
        }
        for (int i = 8; i < 16; i++) {
            buffer[i] = (byte) (lsb >>> 8 * (7 - i));
        }

        return buffer;

    }

    public static UUID toUUID(byte[] byteArray) {

        long msb = 0;
        long lsb = 0;
        for (int i = 0; i < 8; i++)
            msb = (msb << 8) | (byteArray[i] & 0xff);
        for (int i = 8; i < 16; i++)
            lsb = (lsb << 8) | (byteArray[i] & 0xff);
        UUID result = new UUID(msb, lsb);

        return result;
    }

}

输出:

UUID String: cdaed56d-8712-414d-b346-01905d0026fe
Number of Bytes: 36

UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 
Number of Bytes: 16

UUID Base64 String: za7VbYcSQU2zRgGQXQAm/g==
Number of Bytes: 24

UUID Base64 String Trimmed: za7VbYcSQU2zRgGQXQAm/g
Number of Bytes: 22

Back to UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 0 38 
Number of Bytes: 18

Fixed UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 
Number of Bytes: 16

UUID String: cdaed56d-8712-414d-b346-01905d0026fe
Number of Bytes: 36

Equal to Start UUID? true

9 个答案:

答案 0 :(得分:54)

我也在尝试做类似的事情。我正在使用一个Java应用程序,它使用6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8形式的UUID(使用Java中的标准UUID库生成)。在我的情况下,我需要能够将此UUID降至30个字符或更少。我使用Base64,这些是我的便利功能。希望他们对某人有所帮助,因为解决方案对我来说并不是很明显。

<强>用法:

String uuid_str = "6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8";
String uuid_as_64 = uuidToBase64(uuid_str);
System.out.println("as base64: "+uuid_as_64);
System.out.println("as uuid: "+uuidFromBase64(uuid_as_64));

<强>输出:

as base64: b8tRS7h4TJ2Vt43Dp85v2A
as uuid  : 6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8

<强>功能

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

private static String uuidToBase64(String str) {
    Base64 base64 = new Base64();
    UUID uuid = UUID.fromString(str);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
    bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
    bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
    return base64.encodeBase64URLSafeString(bb.array());
}
private static String uuidFromBase64(String str) {
    Base64 base64 = new Base64(); 
    byte[] bytes = base64.decodeBase64(str);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
    UUID uuid = new UUID(bb.getLong(), bb.getLong());
    return uuid.toString();
}

答案 1 :(得分:27)

您可以安全地删除此应用程序中的填充“==”。如果你要将base-64文本解码回字节,大多数库会期望它在那里,但由于你只是使用结果字符串作为键,所以这不是问题。

我喜欢Base-64,因为它有限的字符集看起来不像胡言乱语,但也有Base-85。它使用更多字符和代码4个字节作为5个字符,因此您可以将文本缩小到20个字符。

答案 2 :(得分:8)

我有一个应用程序,我几乎就是这样做的。 22个字符编码的UUID。它工作正常。但是,我这样做的主要原因是ID在Web应用程序的URI中公开,对于出现在URI中的内容,36个字符实际上非常大。 22个字符仍然有点长,但我们做了。

这是Ruby代码:

  # Make an array of 64 URL-safe characters
  CHARS64 = ("a".."z").to_a + ("A".."Z").to_a + ("0".."9").to_a + ["-", "_"]
  # Return a 22 byte URL-safe string, encoded six bits at a time using 64 characters
  def to_s22
    integer = self.to_i # UUID as a raw integer
    rval = ""
    22.times do
      c = (integer & 0x3F)
      rval += CHARS64[c]
      integer = integer >> 6
    end
    return rval.reverse
  end

它与base64编码不完全相同,因为base64使用的字符如果出现在URI路径组件中则必须进行转义。 Java实现可能会有很大不同,因为您更可能拥有一个原始字节数组而不是一个非常大的整数。

答案 3 :(得分:7)

这是我的代码,它使用org.apache.commons.codec.binary.Base64来生成长度为22个字符的url-safe唯一字符串(并且具有与UUID相同的唯一性)。

private static Base64 BASE64 = new Base64(true);
public static String generateKey(){
    UUID uuid = UUID.randomUUID();
    byte[] uuidArray = KeyGenerator.toByteArray(uuid);
    byte[] encodedArray = BASE64.encode(uuidArray);
    String returnValue = new String(encodedArray);
    returnValue = StringUtils.removeEnd(returnValue, "\r\n");
    return returnValue;
}
public static UUID convertKey(String key){
    UUID returnValue = null;
    if(StringUtils.isNotBlank(key)){
        // Convert base64 string to a byte array
        byte[] decodedArray = BASE64.decode(key);
        returnValue = KeyGenerator.fromByteArray(decodedArray);
    }
    return returnValue;
}
private static byte[] toByteArray(UUID uuid) {
    byte[] byteArray = new byte[(Long.SIZE / Byte.SIZE) * 2];
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(byteArray);
    LongBuffer longBuffer = buffer.asLongBuffer();
    longBuffer.put(new long[] { uuid.getMostSignificantBits(), uuid.getLeastSignificantBits() });
    return byteArray;
}
private static UUID fromByteArray(byte[] bytes) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(bytes);
    LongBuffer longBuffer = buffer.asLongBuffer();
    return new UUID(longBuffer.get(0), longBuffer.get(1));
}

答案 4 :(得分:3)

你没有说你正在使用什么DBMS,但如果你担心节省空间,似乎RAW会是最好的方法。您只需要记住转换所有查询,否则您将面临巨大的性能下降。

但我不得不问:在你居住的地方,字节真的很贵吗?

答案 5 :(得分:3)

这并非您真正要求的(不是Base64),但值得一看,因为它具有更大的灵活性:有一个Clojure库实现了紧凑的26个字符的UUID URL安全表示({{ 3}})。

一些亮点:

  • 产生的字符串要小30%(26个字符比传统的36个字符)
  • 支持完整的UUID范围(128位)
  • 编码安全(仅使用ASCII中可读的字符)
  • URL /文件名安全
  • 小写/大写安全
  • 避免使用歧义字符(i / I / l / L / 1 / O / o / 0)
  • 对经过编码的26个字符的字符串进行字母排序符合默认的UUID排序顺序

这些是相当不错的属性。我在我的应用程序中一直在使用这种编码作为数据库密钥和用户可见的标识符,并且效果很好。

答案 6 :(得分:1)

以下是我用于UUID(梳子样式)的内容。它包括将uuid字符串或uuid类型转换为base64的代码。我每64位做一次,所以我没有处理任何等号:

JAVA

import java.util.Calendar;
import java.util.UUID;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class UUIDUtil{
    public static UUID combUUID(){
        private UUID srcUUID = UUID.randomUUID();
        private java.sql.Timestamp ts = new java.sql.Timestamp(Calendar.getInstance().getTime().getTime());

        long upper16OfLowerUUID = this.zeroLower48BitsOfLong( srcUUID.getLeastSignificantBits() );
        long lower48Time = UUIDUtil.zeroUpper16BitsOfLong( ts );
        long lowerLongForNewUUID = upper16OfLowerUUID | lower48Time;
        return new UUID( srcUUID.getMostSignificantBits(), lowerLongForNewUUID );
    }   
    public static base64URLSafeOfUUIDObject( UUID uuid ){
        byte[] bytes = ByteBuffer.allocate(16).putLong(0, uuid.getLeastSignificantBits()).putLong(8, uuid.getMostSignificantBits()).array();
        return Base64.encodeBase64URLSafeString( bytes );
    }
    public static base64URLSafeOfUUIDString( String uuidString ){
    UUID uuid = UUID.fromString( uuidString );
        return UUIDUtil.base64URLSafeOfUUIDObject( uuid );
    }
    private static long zeroLower48BitsOfLong( long longVar ){
        long upper16BitMask =  -281474976710656L;
        return longVar & upper16BitMask;
    }
    private static void zeroUpper16BitsOfLong( long longVar ){
        long lower48BitMask =  281474976710656L-1L;
        return longVar & lower48BitMask;
    }
}

答案 7 :(得分:1)

以下是JDK8中引入的java.util.Base64的示例:

import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Base64;
import java.util.Base64.Encoder;
import java.util.UUID;

public class Uuid64 {

  private static final Encoder BASE64_URL_ENCODER = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding();

  public static void main(String[] args) {
    // String uuidStr = UUID.randomUUID().toString();
    String uuidStr = "eb55c9cc-1fc1-43da-9adb-d9c66bb259ad";
    String uuid64 = uuidHexToUuid64(uuidStr);
    System.out.println(uuid64); //=> 61XJzB_BQ9qa29nGa7JZrQ
    System.out.println(uuid64.length()); //=> 22
    String uuidHex = uuid64ToUuidHex(uuid64);
    System.out.println(uuidHex); //=> eb55c9cc-1fc1-43da-9adb-d9c66bb259ad
  }

  public static String uuidHexToUuid64(String uuidStr) {
    UUID uuid = UUID.fromString(uuidStr);
    byte[] bytes = uuidToBytes(uuid);
    return BASE64_URL_ENCODER.encodeToString(bytes);
  }

  public static String uuid64ToUuidHex(String uuid64) {
    byte[] decoded = Base64.getUrlDecoder().decode(uuid64);
    UUID uuid = uuidFromBytes(decoded);
    return uuid.toString();
  }

  public static byte[] uuidToBytes(UUID uuid) {
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
    bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
    bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
    return bb.array();
  }

  public static UUID uuidFromBytes(byte[] decoded) {
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(decoded);
    long mostSigBits = bb.getLong();
    long leastSigBits = bb.getLong();
    return new UUID(mostSigBits, leastSigBits);
  }
}

以Base64编码的UUID是URL安全的且无填充。

答案 8 :(得分:0)

很惊讶没有人提到 commons-lang3 中的 uuidToByteArray(…)

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.12.0</version>
</dependency>

然后代码将是

import org.apache.commons.lang3.Conversion;
import java.util.*;


public static byte[] asByteArray(UUID uuid) {
    return Conversion.uuidToByteArray(uuid, new byte[16], 0, 16);
}