深入理解与应用nanoid：JS如何生成定制化随机数

乐闻

2024年02月23日 04:59· 阅读 808

前言

在前端开发中，我们时常需要生成一个全局唯一标识（GUID/UUID），或者是一个简短而随机的字符串作为ID，用于数据库主键、元素标记或是其他需要唯一性的场合。传统上，我们可能会选择使用 Math.random()搭配其他方法来实现这一需求，但这并不是最佳选择，因为它既不够安全，也不保证唯一性。这时候，nanoid就成为了一个极佳的选择。

什么是nanoid？

nanoid是一个小巧、安全、URL友好的唯一字符串ID生成器，它比传统的UUID更短，同时保证了足够的唯一性和安全性。使用 nanoid，你可以非常方便地在JavaScript项目中生成随机ID。

基本使用

安装 nanoid非常简单，如果你正在使用npm，只需要运行：

bash
npm install nanoid

或者如果你使用yarn，运行：

bash
yarn add nanoid

安装完成后，你可以这样使用它：

javascript
import { nanoid } from 'nanoid';

console.log(nanoid()); // 输出类似 "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT" 的字符串

默认情况下，nanoid生成的随机字符串长度为21个字符，这已经足够在大多数应用中保证唯一性了。

定制化随机数

有时候，你可能不希望随机ID中包含某些字符。例如，你可能想要避免混淆的字符，如 0和 O、1和 l等。nanoid允许你使用自定义的字母表来生成ID：

javascript
import { customAlphabet } from 'nanoid';

const alphabet = '1234567890abcdef'; // 去掉了可能混淆的字符
const nanoid = customAlphabet(alphabet, 10); // 指定长度为10

console.log(nanoid()); // 输出 "4f90d13a42" 这样的字符串

在这个例子中，我们定义了一个只包含数字和部分小写字母的字母表，并且指定了生成的随机字符串长度为10个字符。

高级用法

预测性能和冲突概率

nanoid可以帮助你评估给定ID大小和生成速度下的冲突概率。这对于理解在特定场合下的唯一性保证非常有用。

javascript
import { nanoid, customAlphabet } from 'nanoid/async';

// 异步API，适用于性能敏感的应用
async function generateId() {
  const id = await customAlphabet('1234567890abcdef', 10)();
  console.log(id); // 异步生成ID
}

generateId();

这个异步API有助于避免在高负载下阻塞事件循环，同时生成ID的速度也会更快。

安全性与自定义随机数生成器

如果你需要更高的安全性，可以使用自己的随机数生成器，以符合特定的安全要求。

javascript
import { customAlphabet } from 'nanoid';

const secureRandom = require('crypto').randomBytes;

const nanoid = customAlphabet('1234567890abcdef', 10, size => {
  const bytes = secureRandom(size);
  const numbers = new Array(size);
  for (let i = 0; i < size; i++) {
    numbers[i] = bytes[i] & 0xff;
  }
  return numbers;
});

console.log(nan,oid()); // 输出 "e091a89b50" 这样的安全随机字符串

在上面的代码段中，我们使用了 crypto模块的 randomBytes方法来生成一个安全的随机字节序列。然后，我们将这个序列转换为 nanoid所需要的数字数组。通过这种方式，我们可以增加随机字符串的安全性，这在生成安全令牌（token）或其他需要加密安全的场景下非常有用。

定制ID长度

你可以根据需要生成不同长度的ID：

javascript
import { nanoid } from 'nanoid';

const id = nanoid(10); // 生成长度为10的随机字符串
console.log(id);

这里，我们直接使用 nanoid函数并传入长度参数，从而生成了一个长度为 10的随机字符串。

实际应用

一、应用用于React的列表

在React应用程序中，你可能经常需要给列表中的每个元素分配一个key。nanoid可以提供一个方便的方法来生成这些key：

jsx
import React from 'react';
import { nanoid } from 'nanoid';

const MyList = ({ items }) => (
  <ul>
    {items.map(item => (
      <li key={nanoid()}>{item}</li>
    ))}
  </ul>
);

export default MyList;

这里，我们在渲染列表项时，为每个 <li>元素生成一个唯一的 key。不过，请注意，如果列表项有固定的标识符，使用固定的ID作为key会更好，因为这样可以避免不必要的重渲染。

二、Non-secure快速ID生成

当你在一个不需要加密级别随机性的环境中需要更快的ID生成时，nanoid也提供了一个非安全的版本：

javascript
import { nanoid } from 'nanoid/non-secure';

console.log(nanoid()); // 非安全快速生成ID

这个版本的 nanoid将会更快地生成ID，因为它不使用加密级别的随机数生成器。这适用于例如批量生成ID或在性能至关重要的场景下。

总结

nanoid是一个非常强大的工具，它可以让我们根据具体需求快速生成符合条件的随机数。通过它提供的各种高级功能，我们可以确保在不同的应用场景中都能获得既安全又有效的唯一标识符。

无论是在安全敏感的应用中使用自定义的随机数生成器，还是在性能至关重要的环境下使用非安全快速ID生成，nanoid都能够胜任。通过定制化字母表和ID长度，我们能够生成完全符合我们要求的随机字符串。

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