c++ - 这个 UUID 生成代码有问题吗？

Question

所以我有一些代码需要使用 UUID 作为数据库 ID。为了简单起见，我使用了 v4(随机)，而且我没有看到任何真正的理由使用任何其他随机性较低的 UUID 版本。我的 UUID 类大致定义如下(简化):

class uuid {
public:
    static uuid create_v4();
public:
    // cut out for simplification...
public:
    uint8_t bytes[16];
};

实际的生成代码如下所示:

namespace {

uint32_t rand32() {
    // we need to do this, because there is no
    // gaurantee that RAND_MAX is >= 0xffffffff
    // in fact, it is LIKELY to be 0x7fffffff
    const uint32_t r1 = rand() & 0x0ff;
    const uint32_t r2 = rand() & 0xfff;
    const uint32_t r3 = rand() & 0xfff;
    return (r3 << 20) | (r2 << 8) | r1;

}

}

uuid uuid::create_v4() {

    static const uint16_t c[] = {
        0x8000,
        0x9000,
        0xa000,
        0xb000,
    };

    uuid uuid;

    const uint32_t rand_1 = (rand32() & 0xffffffff);
    const uint32_t rand_2 = (rand32() & 0xffff0fff) | 0x4000;
    const uint32_t rand_3 = (rand32() & 0xffff0fff) | c[rand() & 0x03];
    const uint32_t rand_4 = (rand32() & 0xffffffff);

    uuid.bytes[0x00] = (rand_1 >> 24) & 0xff;
    uuid.bytes[0x01] = (rand_1 >> 16) & 0xff;
    uuid.bytes[0x02] = (rand_1 >> 8 ) & 0xff;
    uuid.bytes[0x03] = (rand_1      ) & 0xff;

    uuid.bytes[0x04] = (rand_2 >> 24) & 0xff;
    uuid.bytes[0x05] = (rand_2 >> 16) & 0xff;
    uuid.bytes[0x06] = (rand_2 >> 8 ) & 0xff;
    uuid.bytes[0x07] = (rand_2      ) & 0xff;

    uuid.bytes[0x08] = (rand_3 >> 24) & 0xff;
    uuid.bytes[0x09] = (rand_3 >> 16) & 0xff;
    uuid.bytes[0x0a] = (rand_3 >> 8 ) & 0xff;
    uuid.bytes[0x0b] = (rand_3      ) & 0xff;

    uuid.bytes[0x0c] = (rand_4 >> 24) & 0xff;
    uuid.bytes[0x0d] = (rand_4 >> 16) & 0xff;
    uuid.bytes[0x0e] = (rand_4 >> 8 ) & 0xff;
    uuid.bytes[0x0f] = (rand_4      ) & 0xff;

    return uuid;
}

这对我来说看起来是正确的，但我最近从数据库中收到一个错误，说我尝试插入的 UUID 是重复的。由于这应该是极不可能的，因此我必须假设我的代码可能存在问题。所以有人看到什么不对吗？我的随机 UUID 生成是否不够随机？

注意:我不能使用 boost 的随机数生成或其 UUID 库。我希望我可以，但是我被安装了特定版本库的特定系统所束缚，并且几乎不可能获得足够新的 boost 版本来拥有这些功能。

Answer 1

代码对我来说似乎是合理的。正如评论中所提到的，关于 rand() 是否是这项任务的一个好的选择存在一些问题，但是假设正在更新版本的库，您对它的使用似乎是一种生成 32 位数据的合理方法用于确保低位与高位一样随机(也在您的评论中提到)。

因此，只要 rand() 函数工作得还算不错，您就不太可能得到一个拷贝。所以我的猜测是有一种不同的失败。想到的一些可能性:

1. time(0) 失败。这似乎极不可能。如果它返回 -1 以指示两次不同运行中的错误，那么它可能会导致问题。然而，它应该能够失败的唯一方法是如果给它一个无效的地址(这里绝对不是这种情况)。
2. 多线程使用。我不认为 rand() 是线程安全的。如果在多线程情况下使用此代码，可能会导致意外行为。
3. Cron 正在造成困难。如果工作站上的时钟不准确并且它被自动设置(例如，通过 rdate)以与某些服务器同步，那么它可能会导致 cron 作业在特定时间重复。我能够简单地通过创建一个 cron 作业来模仿这种行为，每分钟将当前日期转储到一个文件中，然后重复设置日期……它最终将相同的日期/时间(到第二个)写入文件不止一次。使用一秒分辨率的时间函数，这很容易导致重复的种子。
4. 将 UUID 写入数据库的代码不正确。即使 UUID 生成器运行良好，也可能存在将相同 UUID 写入数据库两次的不同错误。

只是胡乱猜测。其中，第三个是我最喜欢的，但如果我正在审查自己的代码，我会首先怀疑第 4 个。