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。为简单起见，我使用了 v4（随机），而且我看不出有任何真正的理由使用任何其他不那么随机的 UUID 版本。我的 UUID 类的定义大致如下（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;
}

这看起来对我来说是正确的，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，我不得不假设我的代码可能存在问题。所以有人看到有什么不对吗？我的随机 UUID 生成是否不够随机？

注意：我不能使用 boost 的随机数生成或它的 UUID 库。我希望可以，但我与安装了特定版本库的特定系统绑定在一起，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 cmets 中提到的，对于 rand() 是否是该任务的好选择存在一些问题，但是假设正在使用更新版本的库，您对它的使用似乎是生成 32 位数据的合理方法用于确保低位与高位一样随机（您在 cmets 中也提到过）。

因此，只要 rand() 函数做得还不错，您似乎不太可能得到重复。所以我的猜测是有另一种失败。想到的一些可能性：

1. 时间(0) 失败。这似乎极不可能。如果它返回 -1 以指示在两次不同的运行中出现错误，那么它可能会导致问题。但是，它应该能够失败的唯一方法是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 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）与某个服务器同步，那么它可能会导致 cron 作业在某个时间重复。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）写入文件更多不止一次。对于时间函数的一秒分辨率，这很容易导致重复种子。
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 两次写入数据库的不同错误。

只是疯狂的猜测。其中，第三个是我最喜欢的，但如果我正在审查自己的代码，我会首先怀疑第四个。