如何在多線程中使用隨機(jī)數(shù)生成器（Random）

避免 Random 實(shí)例被多線程使用，雖然共享該實(shí)例是線程安全的，但會因競爭同一
seed 導(dǎo)致的性能下降。
說明：Random 實(shí)例包括 java.util.Random 的實(shí)例或者 Math.random()的方式。
正例：在 JDK7 之后，可以直接使用 API ThreadLocalRandom，而在 JDK7 之前，需要編碼保證每個(gè)線程持有一個(gè)實(shí)例

具體來說：

• 避免多線程共享 Random 實(shí)例：雖然在多個(gè)線程之間共享 Random 實(shí)例是線程安全的，但會因?yàn)槎鄠€(gè)線程競爭同一個(gè)種子(seed)而導(dǎo)致性能下降。因此，應(yīng)該盡量避免多個(gè)線程共享同一個(gè) Random 實(shí)例。
• 推薦使用 ThreadLocalRandom：在 JDK7 之后，推薦使用 ThreadLocalRandom 作為生成隨機(jī)數(shù)的方式。ThreadLocalRandom 是 Java 中的一個(gè)線程安全的隨機(jī)數(shù)生成器，它使用了不同的種子(seed)來生成隨機(jī)數(shù)，避免了多個(gè)線程競爭同一個(gè)種子導(dǎo)致性能下降的問題。
• 在 JDK7 之前，需要保證每個(gè)線程持有一個(gè) Random 實(shí)例：如果使用的是 JDK7 之前的版本，不能使用 ThreadLocalRandom，而是需要保證每個(gè)線程持有一個(gè) Random 實(shí)例。這可以通過在每個(gè)線程中創(chuàng)建一個(gè)新的 Random 實(shí)例來實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，對于多線程中的隨機(jī)數(shù)生成器，應(yīng)該盡量避免多個(gè)線程共享同一個(gè) Random 實(shí)例，而是使用 ThreadLocalRandom（JDK7之后）或者保證每個(gè)線程持有一個(gè) Random 實(shí)例（JDK7之前）。這樣可以避免因?yàn)槎鄠€(gè)線程競爭同一個(gè)種子而導(dǎo)致性能下降的問題。

Random 是通過 seed 進(jìn)行同步的嗎?

JDK7 之前的 Random 在生成隨機(jī)數(shù)時(shí)是通過 seed 進(jìn)行同步的。具體來說，Random 內(nèi)部有一個(gè)種子(seed)屬性，用于控制隨機(jī)數(shù)的生成。在生成隨機(jī)數(shù)時(shí)，Random 使用線性同余法（LCG）根據(jù)種子計(jì)算出下一個(gè)種子，然后用這個(gè)新的種子生成隨機(jī)數(shù)。由于線性同余法的計(jì)算是基于種子進(jìn)行的，因此不同的種子會生成不同的隨機(jī)數(shù)序列。

在多線程環(huán)境下，如果多個(gè)線程同時(shí)訪問同一個(gè) Random 實(shí)例，可能會導(dǎo)致多個(gè)線程競爭同一個(gè)種子，從而出現(xiàn)性能下降的問題。為了避免這個(gè)問題，JDK7 之前的做法是通過 synchronized 關(guān)鍵字對 Random 的實(shí)例方法進(jìn)行同步，從而保證同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以訪問 Random 實(shí)例。但是這種做法會帶來一定的性能損失，因?yàn)樵诙嗑€程環(huán)境下，多個(gè)線程可能會因?yàn)楦偁庢i而出現(xiàn)線程阻塞的情況。

因此，在 JDK7 之后，Java 推出了 ThreadLocalRandom，使用不同的種子來生成隨機(jī)數(shù)，避免了多個(gè)線程競爭同一個(gè)種子導(dǎo)致性能下降的問題。

ThreadLocalRandom 生成隨機(jī)數(shù)的示例

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class RandomDemo {
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? // 生成一個(gè)10到20之間的隨機(jī)整數(shù)
? ? ? ? int randomInt = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10, 20);
? ? ? ? System.out.println(randomInt);

? ? ? ? // 生成一個(gè)0到1之間的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)
? ? ? ? double randomDouble = ThreadLocalRandom.current().nextDouble();
? ? ? ? System.out.println(randomDouble);

? ? ? ? // 生成一個(gè)100到200之間的隨機(jī)長整數(shù)
? ? ? ? long randomLong = ThreadLocalRandom.current().nextLong(100, 200);
? ? ? ? System.out.println(randomLong);
? ? }
}

在上面的示例中，我們通過 ThreadLocalRandom.current() 獲取了當(dāng)前線程的 ThreadLocalRandom 實(shí)例，然后調(diào)用 nextInt、nextDouble 和 nextLong 等方法來生成隨機(jī)數(shù)。由于 ThreadLocalRandom 在不同線程中使用不同的種子來生成隨機(jī)數(shù)，因此可以在多線程環(huán)境下使用。

到此這篇關(guān)于java不同版本在多線程中使用隨機(jī)數(shù)生成器的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java 隨機(jī)數(shù)生成器內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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