生成隨機數的幾種方法
- Math.random（）一隨機數
- java.util.Random僞隨機數（線性同餘法生成）
- java.util.concurrent.ThreadLocalRandom 工具類
- java.security.SecureRandom 真隨機數
- Apache Commons-Lang 包中的
RandomStringUtils類
Math.random()：（產生[0,1)範圍的double隨機數）
源碼
public static double random() {
Random rnd = randomNumberGenerator;
if (rnd == null) rnd = initRNG();
return rnd.nextDouble();
}
private static Random randomNumberGenerator;//僞隨機數生成器
private static synchronized Random initRNG() {
Random rnd = randomNumberGenerator;
return (rnd == null) ? (randomNumberGenerator = new Random()) : rnd;
}
源碼分析：當第一次調用Math.random()方法時，會生成僞隨機數生成器randomNumberGenerator，之後再調用此方法將不再生成僞隨機數生成器，而是繼續沿用此僞隨機數生成器。此種生成隨機數的方式是線程安全的，但是在多線程下可能性能比較低。
java.util.Random工具類
基本算法：linear congruential pseudorandom number generator (LGC) 線性同餘法僞隨機數生成器
缺點：可預測
在注重信息安全的應用中，不要使用 LCG 算法生成隨機數，請使用 SecureRandom
源碼：
public Random() {
this(seedUniquifier() ^ System.nanoTime());
}
public Random(long seed) {
if (getClass() == Random.class)
this.seed = new AtomicLong(initialScramble(seed));
else {
// subclass might have overriden setSeed
this.seed = new AtomicLong();
setSeed(seed);
}
}
源碼分析：Random類默認使用當前系統時鐘作爲種子，只要種子一樣，產生的隨機數也一樣。種子確定，隨機算法也確定，得出的隨機數也是確定的。
java.util.concurrent.ThreadLocalRandom 工具類
ThreadLocalRandom 是JDK 7之後繼承至java.util.Random
源碼：
public static ThreadLocalRandom current() {
return localRandom.get();
}
private static final ThreadLocal<ThreadLocalRandom> localRandom =
new ThreadLocal<ThreadLocalRandom>() {
protected ThreadLocalRandom initialValue() {
return new ThreadLocalRandom();
}
};
//ThreadLocalRandom繼承於Random
ThreadLocalRandom() {
super(); //java.util.Random的構造方法
initialized = true;
}
使用：
package com.example.random;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class ThreadLocalRandomTest {
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
new MyThread().start();
}
}
class MyThread extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ThreadLocalRandom.current().nextDouble());
}
}
}
源碼分析：每一個線程有一個獨立的隨機數生成器，用於併發產生隨機數，能夠解決多個線程發生的競爭爭奪，效率更高。ThreadLocalRandom 不是直接用 new 實例化，而是第一次使用其靜態方法 current() 得到 ThreadLocal<ThreadLocalRandom> 實例，然後調用 java.util.Random 類提供的方法獲得各種隨機數。
java.Security.SecureRandom（繼承至java.util.Random）
使用：
//採用SecureRandom 生成6位驗證碼
private static String getRandom6() throws NoSuchAlgorithmException {
SecureRandom random= SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
int verifiCode = (int)Math.ceil(random.nextFloat()*1000000);
String verifiCodeStr = String.valueOf(verifiCode);
//處理產生的隨機數不及6位的情況
while(verifiCodeStr.length()<6){
verifiCode = (int)Math.ceil(random.nextFloat()*1000000);
verifiCodeStr = String.valueOf(verifiCode);
}
return verifiCodeStr;
}
SecureRandom提供加密的是強隨機數生成器，種子是不可預知的，產生的隨機數也是不確定。
從理論上來說計算機產生的隨機數都是僞隨機數，那麼如何產生高強度的隨機數？
答：產生高強度的隨機數，有兩個重要的因素：種子和算法。算法可以有很多種， 如何選擇種子是非常關鍵的因素。如Random，它的種子是System.currentTimeMillis().所以它的隨機數都是可以預測的。那麼如何得到一個近似隨機的種子？可以利用計算機收集的各種信息，如鍵盤輸入時間，cpu時鐘，內存使用狀態，硬盤空閒空間，IO延時，進程的數量，線程數量等來得到以及近似隨機的種子。如此，除了理論上有破解的可能，實際上基本沒有被破解的可能。事實表明，現在高隨機數的生成都是這樣實現的。
Apache Commons-Lang 包中的 RandomStringUtils 類
RandomStringUtils 類的實現上也是依賴了 java.util.Random 工具類
示例：
package com.example.random;
import org.apache.commons.lang.RandomStringUtils;
public class RandomStringUtilsTest {
public static void main(String[] args) {
//生成64位長度的數字字符串
String result = RandomStringUtils.random(64,false,true);
System.out.println("數字random:"+result);
//生成64位的字母字符串
result=RandomStringUtils.randomAlphabetic(64);
System.out.println("字母random:"+result);
//生成32位ASCII字符串
result=RandomStringUtils.randomAscii(32);
System.out.println("ASCII random:"+result);
//根據指定字符生成32位隨機字符串
result = RandomStringUtils.random(32, 0, 20, true, true, "qw32rfHIJk9iQ8Ud7h0X".toCharArray());
System.out.println("random = " + result);
}
}
拓展：生成java隨機字符串UUID。