JAVA 随机函数

目录

• 1. 日常开发（非安全场景）：ThreadLocalRandom（推荐）
• 2. 单线程/简单场景：Random
• 3. 安全场景（如密码、Token生成）：SecureRandom
• 4. Java 8+ 流式处理：Random 结合流
• 关键总结

在 Java 中生成随机数的“靠谱”实现，需要根据具体场景（如安全性、性能、随机性要求）选择合适的工具类。以下是几种常用方案及适用场景，按推荐优先级排序：

1. 日常开发（非安全场景）：ThreadLocalRandom（推荐）

• 优势：线程安全、高性能（避免线程竞争）、随机性良好，专为多线程环境设计。
• 适用场景：普通业务逻辑（如随机数生成、抽奖、随机排序等非加密场景）。
• 使用示例：

  import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
  
  public class RandomExample {
      public static void main(String[] args) {
          // 获取当前线程的随机数实例
          ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
          
          // 生成 [0, 100) 之间的整数
          int intVal = random.nextInt(100);
          
          // 生成 [5, 10] 之间的整数
          int rangeVal = random.nextInt(5, 11);
          
          // 生成随机布尔值
          boolean boolVal = random.nextBoolean();
          
          // 生成 [0.0, 1.0) 之间的double
          double doubleVal = random.nextDouble();
      }
  }
  

2. 单线程/简单场景：Random

• 优势：API 简单，适合单线程或低并发场景。
• 注意：多线程环境下使用同一个 Random 实例会导致竞争，性能下降，且可能降低随机性。
• 使用示例：

  import java.util.Random;
  
  public class RandomExample {
      public static void main(String[] args) {
          Random random = new Random();
          
          int intVal = random.nextInt(100); // [0, 100)
          long longVal = random.nextLong();
          float floatVal = random.nextFloat(); // [0.0f, 1.0f)
      }
  }
  

3. 安全场景（如密码、Token生成）：SecureRandom

• 优势：加密级随机性，通过系统熵源（如 /dev/random）生成，适合需要高安全性的场景（如生成密钥、验证码、令牌等）。
• 注意：性能较低（熵源获取可能阻塞），非安全场景不建议使用。
• 使用示例：

  import java.security.SecureRandom;
  
  public class SecureRandomExample {
      public static void main(String[] args) {
          SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
          
          // 生成随机字节数组（常用于加密密钥）
          byte[] key = new byte[16];
          secureRandom.nextBytes(key);
          
          // 生成 [0, 100) 之间的安全整数
          int secureInt = secureRandom.nextInt(100);
      }
  }
  

4. Java 8+ 流式处理：Random 结合流

• 适合批量生成随机数（如生成随机列表）：

  import java.util.Random;
  import java.util.stream.IntStream;
  
  public class RandomStreamExample {
      public static void main(String[] args) {
          // 生成10个 [0, 100) 的随机整数并打印
          new Random().ints(10, 0, 100).forEach(System.out::println);
      }
  }
  

关键总结

• 普通业务（多线程）：优先用 ThreadLocalRandom（性能+线程安全最佳）。
• 单线程简单场景：Random 足够用。
• 安全相关场景：必须用 SecureRandom（牺牲性能换安全性）。
• 避免使用 Math.random()（本质是 Random 的静态实例，多线程下性能差，已被 ThreadLocalRandom 替代）。

根据场景选择即可，无需过度设计，但安全场景必须使用 SecureRandom 避免风险。