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标题:Java随机数全攻略:7种生成方法+性能优化+避坑指南

副标题:从Math.random 到高并发场景实战,一文掌握所有核心技巧

Java随机数全攻略:7种生成方法+性能优化+避坑指南

一、基础随机数生成方法

Math.random

生成[0.0, 1.0)之间的double值,通过公式转换范围:

int num = (int)(Math.random  * (max - min + 1)) + min; // [min,max]的整数

如同一道简单的编程题一样,对于支撑着网页的后端仅凭借一线的线程就能完美的将验证码生成的做了出来。

Random类

创建实例后调用nextInt,?nextDouble等方法:

Random random = new Random;

int num = random.nextInt;  // [0,99]的整数 

种子机制:默认以系统时间作为种子,相同种子生成相同序列(测试时可用)59。

二、范围控制与特殊类型生成

指定区间随机数

公式:随机数 = random.nextInt( 上限 - 下限 + 1) + 下限

int num = random.nextInt(80  - 67 + 1) + 67; // [67,80]的整数  

随机字符与负数

小写字母生成:

char c = (char)('a' + Math.random  * ('z' - 'a' + 1));   

负数生成:

int negativeNum = -random.nextInt;  // 负随机数  

Java随机数全攻略:7种生成方法+性能优化+避坑指南

三、高并发场景最优解:ThreadLocalRandom

通过对Java7+的专属优化,成功的解决了多线程的竞争问题,甚至将传统的方案的性能都给提升了30%以上

int num = ThreadLocalRandom.current.nextInt(min,  max + 1);

优势:

无需重复创建对象,降低内存开销

线程隔离,避免同步锁竞争

四、生成不重复随机数(3大方案)

双重循环去重

遍历检查重复值

见3示例代码块1

HashSet特征利用

自动去重+递归补数

见3示例代码块2

数组替换法

下标动态收缩避免重复

见3示例代码块3(效率最优)

五、性能优化与避坑指南

警惕陷阱

??new Random.nextInt?在循环中会导致重复值(需复用对象)8

Java随机数全攻略:7种生成方法+性能优化+避坑指南

? 加密场景勿用普通Random(需改用SecureRandom)6

最佳实践

单线程:优先用?Math.random?(无对象创建开销)

多线程:强制使用?ThreadLocalRandom12

安全场景:采用?SecureRandom.getInstanceStrong4

六、总结应用场景

基础随机整数

Random.nextInt

高并发系统

ThreadLocalRandom

密码学相关

SecureRandom

无重复抽样

数组替换法3

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根据了阿里云的官方文档、CSDN等技术社区的相关博文以及Java的官方文档的深入的分析我们也可以初步的得出结论:

文章来源声明:本文部分代码示例引用自CSDN博客34及开发者问答社区11,更多完整案例可查看原文链接。


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