SQL实现UUIDv7

当我们选择数据库的主键类型时，通常会考虑自增数字或者 UUID。但是这两种类型都有优缺点，自增字段简单有序，性能良好，最大的问题是无法保证全局唯一性，分布式场景受限；UUID 具有全局唯一性，适合分布式应用，但是早期版本的 UUID 具有随机性，性能不如自增数字。

不过，随着 UUIDv7 的出现，已经解决了 UUID 没有随着时间递增的问题，它的组成如下：

在这里插入图片描述

UUIDv7 包含 128 比特（每 4 比特组成一个十六进制数字），具体包含：

48 比特时间戳（精度为毫秒）；
4 比特UUID 版本（7）；
12 比特随机数字；
2 比特（UUID 类型）；
62 比特随机数字。

完整的 UUIDv7 介绍可以参考 RFC 9562。

UUIDv7 最大的优势是具有时间递增性和全局唯一性，非常适合作为数据库的主键，包括分布式数据库。

很多编程语言都提供了生成 UUIDv7 的代码库，不过今天我们要介绍的是在数据库中使用 SQL 实现 UUIDv7，完全不需要依赖其他组件。

首先，我们来看一下 PostgreSQL 中的实现：

select
  -- timestamp
  lpad(to_hex(((extract(epoch from now()) * 1000)::bigint >> 16)), 8, '0') || '-' ||
  lpad(to_hex(((extract(epoch from now()) * 1000
    + (date_part('milliseconds', now())::bigint % 1000))::bigint & 0xffff)), 4, '0') || '-' ||
  -- version
  lpad(to_hex((0x7000 + (random() * 0x0fff)::int)), 4, '0') || '-' ||
  -- variant
  lpad(to_hex((0x8000 + (random() * 0x3fff)::int)), 4, '0') || '-' ||
  -- randomness
  lpad(to_hex((floor(random() * (2^48))::bigint >> 16)), 12, '0') AS uuid7;

uuid7                               |
------------------------------------+
01904fcb-0ee8-7d9c-a192-000052989c99|

把上面的查询定义为一个函数，就可以实现代码复用了。

接下来是 SQLite 中的实现：

select
  -- timestamp
  format('%08x', ((strftime('%s') * 1000) >> 16)) || '-' ||
  format('%04x', ((strftime('%s') * 1000)
    + ((strftime('%f') * 1000) % 1000)) & 0xffff) || '-' ||
  -- version
  format('%04x', 0x7000 + abs(random()) % 0x0fff) || '-' ||
  -- variant
  format('%04x', 0x8000 + abs(random()) % 0x3fff) || '-' ||
  -- randomness
  format('%012x', abs(random()) >> 16) as value;

value                               |
------------------------------------+
01904fd0-3dae-7460-8d4c-7d0c6b483299|