GUID不是唯一的简单证明

我想证明一个GUID在一个简单的测试程序中不是唯一的。我原以为下面的代码会运行几个小时，但它不起作用。我该怎么做呢?

BigInteger begin = new BigInteger((long)0);
BigInteger end = new BigInteger("340282366920938463463374607431768211456",10);  //2^128
for(begin; begin<end; begin++)
  Console.WriteLine(System.Guid.NewGuid().ToString());

我用的是c#。

当前回答

这里也有一个解决方案:

int main()
{
  QUuid uuid;
  while ( (uuid = QUuid::createUuid()) != QUuid::createUuid() ) { }
  std::cout << "Aha! I've found one! " << qPrintable( uuid.toString() ) << std::endl;
}

注意:需要Qt，但我保证如果你让它运行足够长的时间，它可能会找到一个。

(注:实际上，现在我正在看它，可能有一些关于生成算法的东西可以防止两个随后生成的uuid发生碰撞——但我有点怀疑)。

2011-07-14 17:50:41

其他回答

当然guid也会发生碰撞。由于guid是128位的，只需生成其中的2^128 + 1个，根据鸽子洞原理，肯定会有碰撞。

但是当我们说一个GUID是唯一的时，我们真正的意思是键空间非常大，实际上不可能意外地生成两次相同的GUID(假设我们是随机生成GUID)。

如果随机生成n个guid序列，那么至少发生一次碰撞的概率大约是p(n) = 1 - exp(-n^2 / 2 * 2^128)(这是一个生日问题，可能的生日数量为2^128)。

   n     p(n)
2^30 1.69e-21
2^40 1.77e-15
2^50 1.86e-10
2^60 1.95e-03

为了使这些数字具体化，2^60 = 1.15e+18。所以，如果你每秒生成10亿个guid，你将需要36年才能生成2^60个随机guid，即使这样，你发生碰撞的概率仍然是1.95e-03。在接下来的36年里，你更有可能在生命中的某个时刻被谋杀(4.76e-03)，而不是发现一次碰撞。祝你好运。

2009-11-10 03:47:21

但你必须确保你有一个副本，还是你只关心是否有一个副本。为了确保有两个人生日相同，你需要366个人(不包括闰年)。如果有超过50%的概率有两个人同一天生日，你只需要23个人。这就是生日问题。

如果你有32位，你只需要77163个值就有超过50%的重复几率。试试吧:

Random baseRandom = new Random(0);

int DuplicateIntegerTest(int interations)
{
    Random r = new Random(baseRandom.Next());
    int[] ints = new int[interations];
    for (int i = 0; i < ints.Length; i++)
    {
        ints[i] = r.Next();
    }
    Array.Sort(ints);
    for (int i = 1; i < ints.Length; i++)
    {
        if (ints[i] == ints[i - 1])
            return 1;
    }
    return 0;
}

void DoTest()
{
    baseRandom = new Random(0);
    int count = 0;
    int duplicates = 0;
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        count++;
        duplicates += DuplicateIntegerTest(77163);
    }
    Console.WriteLine("{0} iterations had {1} with duplicates", count, duplicates);
}

1000 iterations had 737 with duplicates

现在128位已经很多了，所以你仍然在谈论大量的物品，但碰撞的几率很低。对于给定的概率，您需要使用近似值获得以下记录数:

碰撞发生的概率是1/1000 217亿亿亿，50%的几率发生碰撞 396亿亿，90%的碰撞概率

每年大约发送1E14封电子邮件，所以在这个水平上大约需要40万年，你才能有90%的机会拥有两个具有相同GUID的电子邮件，但这与说你需要运行宇宙年龄830亿倍的计算机或太阳变冷才能找到副本有很大不同。

2011-03-17 22:18:05

Kai，我提供了一个程序，将做什么你想使用线程。它是根据以下条款授权的:您必须向我支付每小时每CPU内核0.0001美元的费用。费用在每个日历月的月底支付。请联系我的贝宝账户详细信息在您最早的方便。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace GuidCollisionDetector
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //var reserveSomeRam = new byte[1024 * 1024 * 100];     // This indeed has no effect.

            Console.WriteLine("{0:u} - Building a bigHeapOGuids.", DateTime.Now);
            // Fill up memory with guids.
            var bigHeapOGuids = new HashSet<Guid>();
            try
            {
                do
                {
                    bigHeapOGuids.Add(Guid.NewGuid());
                } while (true);
            }
            catch (OutOfMemoryException)
            {
                // Release the ram we allocated up front.
                // Actually, these are pointless too.
                //GC.KeepAlive(reserveSomeRam);
                //GC.Collect();
            }
            Console.WriteLine("{0:u} - Built bigHeapOGuids, contains {1} of them.", DateTime.Now, bigHeapOGuids.LongCount());


            // Spool up some threads to keep checking if there's a match.
            // Keep running until the heat death of the universe.
            for (long k = 0; k < Int64.MaxValue; k++)
            {
                for (long j = 0; j < Int64.MaxValue; j++)
                {
                    Console.WriteLine("{0:u} - Looking for collisions with {1} thread(s)....", DateTime.Now, Environment.ProcessorCount);
                    System.Threading.Tasks.Parallel.For(0, Int32.MaxValue, (i) =>
                    {
                        if (bigHeapOGuids.Contains(Guid.NewGuid()))
                            throw new ApplicationException("Guids collided! Oh my gosh!");
                    }
                    );
                    Console.WriteLine("{0:u} - That was another {1} attempts without a collision.", DateTime.Now, ((long)Int32.MaxValue) * Environment.ProcessorCount);
                }
            }
            Console.WriteLine("Umm... why hasn't the universe ended yet?");
        }
    }
}

PS:我想试试并行扩展库。这很简单。

使用OutOfMemoryException作为控制流感觉是错误的。

EDIT

看来这还能吸引选票。所以我已经修复了GC.KeepAlive()问题。并将其更改为与c# 4一起运行。

澄清一下我的支持条款:支持只在2010年2月28日有效。请使用时间机器仅在当天提出支持请求。

编辑2 与往常一样，GC在管理内存方面比我做得更好;以前我自己做这件事的任何尝试都注定要失败。

2009-11-10 04:23:25

如果生成的UUID的数量遵循摩尔定律，那么在可预见的未来永远用不完GUID的印象是错误的。

对于2^128个uuid，只需要18个月* Log2(2^128) ~= 192年，我们就会用完所有uuid。

而且我相信(虽然没有任何统计证据)，自从UUID被大规模采用以来，在过去的几年里，我们生成UUID的速度比摩尔定律所规定的要快得多。换句话说，我们可能只有不到192年的时间来处理UUID危机，这比宇宙末日要快得多。

但由于我们肯定不会在2012年底之前将它们耗尽，我们将把这个问题留给其他物种来担心。

2011-03-28 23:51:07