UUID v4 vs v7: 무엇이 바뀌었고 왜 중요한가

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📌 UUID v4 – 순수 무작위성

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         ^^^^
         version 4

작동 방식

1. 128비트의 무작위 데이터를 생성합니다.
2. 버전을 설정합니다 (4비트 → 0100).
3. 변형을 설정합니다 (2비트 → 10).
4. 8‑4‑4‑4‑12 형식의 16진수 문자열로 포맷합니다.

장점

• 아주 간단하게 생성할 수 있습니다.
• 통계적으로 고유함 (2¹²²개의 가능한 값).
• 시스템 간 조정이 필요 없습니다.
• 정보 누출이 없습니다 (타임스탬프나 MAC 주소가 포함되지 않음).

단점

• 완전히 무작위라 데이터베이스 인덱싱에 매우 부적합합니다.
• 자연스러운 정렬 순서가 없습니다.
• 유용한 메타데이터를 추출할 수 없습니다.
• 데이터베이스에서 B‑tree 인덱스 단편화를 일으킵니다.

UUID v4는 우리에게 잘 활용되어 왔지만, “충분히 좋음”은 “최적”과 동일하지 않습니다.

🚀 UUID v7 – 시간 순서형, 데이터베이스 친화적

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timestamp  version 7

작동 방식

1. 현재 Unix 타임스탬프를 밀리초 단위로 가져옵니다 (48 비트).
2. 버전을 설정합니다 (4 비트 → 0111).
3. 변형을 설정합니다 (2 비트 → 10).
4. 남은 62 비트를 무작위 데이터로 채웁니다.
5. 표준 UUID 문자열 형식으로 변환합니다.

구조

장점

• 자연스럽게 시간 순서 – 사전식 정렬 = 연대순 정렬.
• 데이터베이스 친화적: 순차 삽입 → B‑트리 페이지 분할 최소화.
• 타임스탬프 추출 가능 – UUID가 생성된 시점을 읽을 수 있습니다.
• 여전히 전역적으로 고유함 (62 비트 무작위 + 밀리초 타임스탬프).
• 드롭인 교체 가능: 동일한 128‑비트 크기, 동일한 문자열 형식.

트레이드오프

• 생성 시간을 누출함 (첫 48 비트가 타임스탬프).
• v4보다 약간 적은 무작위성 (62 비트 vs 122 비트).
• 신규 – 아직 모든 라이브러리가 지원하지 않음.

📈 기본 키에서 정렬이 중요한 이유

UUID v4를 B‑tree 인덱스가 적용된 테이블(대부분의 테이블 기본값)의 기본 키로 사용할 경우, 각 INSERT가 인덱스의 무작위 위치에 삽입됩니다. 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생합니다:

• 페이지 분할 – 지속적인 B‑tree 재구성.
• 캐시 미스 – 지역성 부족.
• 쓰기 증폭 – 삽입당 더 많은 I/O 발생.
• 인덱스 부피 증가 – 페이지가 파편화되고 공간이 낭비됨.

대규모 환경에서는 성능이 크게 저하됩니다.

UUID v7이 해결하는 방법

UUID v7 값은 시간 순서대로 정렬되므로, 새로운 삽입이 항상 B‑tree의 끝에 추가됩니다:

• 순차 쓰기 – 무작위 삽입이 아니라 순차적으로 추가.
• 캐시 활용도 향상 – 최신 데이터가 함께 위치.
• 페이지 분할 감소 – 트리가 자연스럽게 성장.
• 인덱스 크기 감소 – 파편화가 적음.

벤치마크 결과에 따르면 PostgreSQL 및 MySQL에서 테이블 크기와 워크로드에 따라 UUID v7을 사용할 경우 INSERT 성능이 2‑10배 향상됩니다.

✅ 언제 어떤 버전을 사용해야 할까

의사결정 매트릭스 (한눈에)

🛠️ UUID v7 생성 방법

Node.js (v20+)

import { randomUUID } from 'crypto';

// v4 only (as of Node 22)
const idV4 = randomUUID();

v7을 사용하려면 라이브러리를 사용하세요:

import { v7 as uuidv7 } from 'uuid';
const idV7 = uuidv7();

Python

import uuid

# v4
uuid.uuid4()

# v7 (Python 3.14+ or uuid7 package)
from uuid_extensions import uuid7
uuid7()

PostgreSQL

-- v4 (built‑in)
SELECT gen_random_uuid();

-- v7 (PostgreSQL 17+ or pg_uuidv7 extension)
SELECT uuid_generate_v7();

온라인

createuuid.com – 브라우저에서 즉시 v1, v4, v7을 생성하며, 대량 생성도 지원합니다.

🕵️ UUID v7에서 타임스탬프 추출

function extractTimestamp(uuidV7) {
  const hex = uuidV7.replace(/-/g, '');
  const timestampHex = hex.substring(0, 12); // first 48 bits = 12 hex chars
  const timestampMs = parseInt(timestampHex, 16);
  return new Date(timestampMs);
}

// Example
extractTimestamp('019526de-a3c0-7cc0-b2e8-4a1b3c5d7e9f');
// → 2025‑02‑05T…

이는 디버깅, 감사, 그리고 추가 컬럼이나 메타데이터 없이 데이터 흐름을 이해하는 데 매우 유용합니다.

🤔 기존 v4 컬럼을 v7으로 마이그레이션해야 할까?

짧은 답변: 아마도 아닙니다.

기존 v4 UUID는 잘 동작합니다. 프로덕션 데이터베이스에서 기본 키를 마이그레이션하는 비용은 거의 가치가 없습니다. 대신:

1. 새 테이블과 서비스에는 v7을 사용하세요.
2. 이미 존재하는 곳에서는 v4를 유지하세요.
3. 시스템의 자연스러운 수명 주기에 따라 전환을 진행하세요.

예외: 대규모에서 UUID v4 인덱스 단편화로 인한 실제 성능 문제가 발생하고, UUID가 병목임을 확인한 경우에는 계획된 마이그레이션이 정당화될 수 있습니다.

📊 빠른 비교

🎯 요약

• UUID v7은 v4를 대체하는 것이 아닙니다 – 다른 (그리고 매우 흔한) 작업에 맞는 올바른 도구입니다.
• 새로운 프로젝트를 시작하고 UUID를 데이터베이스 기본 키로 사용할 경우, v7이 더 나은 기본값입니다.
• 토큰, 비밀키, 혹은 순서가 필요 없는 경우에는 v4를 사용하세요.

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이 글은 Developer Tools Deep Dives 시리즈의 일부로, 여러분이 매일 사용하는 도구들의 “왜”를 설명합니다.