java生成随机数最安全的方法是（Java生成随机数的5种方式）
java生成随机数最安全的方法是（Java生成随机数的5种方式）Random random1 = new Random(10000); Random random2 = new Random(10000); for (int i = 0; i < 5; i ) { System.out.println(random1.nextInt() " = " random2.nextInt()); } 结果：-498702880 = -498702880 -858606152 = -858606152 1942818232 = 1942818232 -1044940345 = -1044940345 1588429001 = 1588429001 3. java.util.concurrent.ThreadLocalRandom 工具类ThreadLocalRandom 是 JDK 7 之后提供， 也是继承至 java.
产生的随机数是 0 - 1 之间的一个 double ，即 0 <= random <= 1 。
使用：for (int i = 0; i < 10; i ) {
System.out.println(Math.random());
}
结果：
0.3598613895606426 0.2666778145365811 0.25090731064243355 0.011064998061666276 0.600686228175639 0.9084006027629496 0.12700524654847833 0.6084605849069343 0.7290804782514261 0.9923831908303121
实现原理：
When this method is first called it creates a single new pseudorandom-number generator exactly as if by the expression new java.util.Random() This new pseudorandom-number generator is used thereafter for all calls to this method and is used nowhere else.
当第一次调用 Math.random() 方法时，自动创建了一个伪随机数生成器 ，实际上用的是 new java.util.Random() 。当接下来继续调用 Math.random() 方法时，就会使用这个新的伪随机数生成器 。
源码如下：public static double random() {
Random rnd = randomNumberGenerator;
if (rnd == null) rnd = initRNG(); // 第一次调用，创建一个伪随机数生成器
return rnd.nextDouble();
}
private static synchronized Random initRNG() {
Random rnd = randomNumberGenerator;
return (rnd == null) ? (randomNumberGenerator = new Random()) : rnd; // 实际上用的是new java.util.Random()
}
This method is properly synchronized to allow correct use by more than one thread. However if many threads need to generate pseudorandom numbers at a great rate it may reduce contention for each thread to have its own pseudorandom-number generator.
initRNG() 方法是 synchronized 的，因此在多线程情况下，只有一个线程会负责创建伪随机数生成器 （使用当前时间作为种子），其他线程则利用该伪随机数生成器 产生随机数。
因此 Math.random() 方法是线程安全的。什么情况下随机数的生成线程不安全：- 线程1在第一次调用 random() 时产生一个生成器 generator1 ，使用当前时间作为种子。
- 线程2在第一次调用 random() 时产生一个生成器 generator2 ，使用当前时间作为种子。
- 碰巧 generator1 和 generator2 使用相同的种子，导致 generator1 以后产生的随机数每次都和 generator2 以后产生的随机数相同。
什么情况下随机数的生成线程安全： Math.random() 静态方法使用
- 线程1在第一次调用 random() 时产生一个生成器 generator1 ，使用当前时间作为种子。
- random() generator1 generator1
public class JavaRandom {
public static void main(String args[]) {
new MyThread().start();
new MyThread().start();
}
}
class MyThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 2; i ) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() ": " Math.random());
}
}
}
结果：
Thread-1: 0.8043581595645333 Thread-0: 0.9338269554390357 Thread-1: 0.5571569413128877 Thread-0: 0.37484586843392464
2. java.util.Random 工具类
基本算法：linear congruential pseudorandom number generator (LGC) 线性同余法伪随机数生成器 缺点：可预测
An attacker will simply compute the seed from the output values observed. This takes significantly less time than 2^48 in the case of java.util.Random. 从输出中可以很容易计算出种子值。It is shown that you can predict future Random outputs observing only two(!) output values in time roughly 2^16. 因此可以预测出下一个输出的随机数。 You should never use an LCG for security-critical purposes. 在注重信息安全的应用中，不要使用 LCG 算法生成随机数，请使用 SecureRandom。
使用：Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 5; i ) {
System.out.println(random.nextInt());
}
结果：
-24520987 -96094681 -952622427 300260419 1489256498
Random类默认使用当前系统时钟作为种子:
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);
}
}
Random类提供的方法：API
- nextBoolean() true false
- nextBytes(byte[] bytes)
- nextDouble() - 返回 0.0 到 1.0 之间的均匀分布的 double
- nextFloat() - 返回 0.0 到 1.0 之间的均匀分布的 float
- nextGaussian() - 返回 0.0 到 1.0 之间的高斯分布（即正态分布）的 double
- nextInt() - 返回均匀分布的 int
- nextInt(int n) - 返回 0 到 n 之间的均匀分布的 int （包括 0，不包括 n）
- nextLong() - 返回均匀分布的 long
- setSeed(long seed) - 设置种子
只要种子一样，产生的随机数也一样：因为种子确定，随机数算法也确定，因此输出是确定的！
Random random1 = new Random(10000);
Random random2 = new Random(10000);
for (int i = 0; i < 5; i ) {
System.out.println(random1.nextInt() " = " random2.nextInt());
}
结果：
-498702880 = -498702880 -858606152 = -858606152 1942818232 = 1942818232 -1044940345 = -1044940345 1588429001 = 1588429001
3. java.util.concurrent.ThreadLocalRandom 工具类
ThreadLocalRandom 是 JDK 7 之后提供， 也是继承至 java.util.Random。
private static final ThreadLocal<ThreadLocalRandom> localRandom =
new ThreadLocal<ThreadLocalRandom>() {
protected ThreadLocalRandom initialValue() {
return new ThreadLocalRandom();
}
};
每一个线程有一个独立的 随机数生成器 ，用于并发产生随机数，能够解决多个线程发生的竞争争夺。 效率更高！
ThreadLocalRandom 不是直接用 new 实例化，而是第一次使用其静态方法 current() 得到 ThreadLocal<ThreadLocalRandom> 实例，然后调用 java.util.Random 类提供的方法获得各种随机数。
使用：public class JavaRandom {
public static void main(String args[]) {
new MyThread().start();
new MyThread().start();
}
}
class MyThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 2; i ) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() ": " ThreadLocalRandom.current().nextDouble());
}
}
}
结果：
Thread-0: 0.13267085355389086 Thread-1: 0.1138484950410098 Thread-0: 0.17187774671469858 Thread-1: 0.9305225910262372
4. java.Security.SecureRandom也是继承至 java.util.Random。
Instances of java.util.Random are not cryptographically secure.Consider instead using SecureRandom to get a cryptographically secure pseudo-random number generator for use by security-sensitive applications. SecureRandom takes Random Data from your os (they can be interval between keystrokes etc - most os collect these data store them in files - /dev/random and /dev/urandom in case of linux/solaris) and uses that as the seed. 操作系统收集了一些随机事件，比如鼠标点击，键盘点击等等，SecureRandom 使用这些随机事件作为种子。
SecureRandom 提供加密的强随机数生成器 (RNG)，要求种子必须是不可预知 的，产生非确定性 输出。 SecureRandom 也提供了与实现无关的算法，因此，调用方（应用程序代码）会请求特定的 RNG 算法并将它传回到该算法的 SecureRandom 对象中。
- 如果仅指定算法名称，如下所示： SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
- 如果既指定了算法名称又指定了包提供程序，如下所示： SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG" "SUN");
SecureRandom random1 = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
SecureRandom random2 = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
for (int i = 0; i < 5; i ) {
System.out.println(random1.nextInt() " != " random2.nextInt());
}
结果：
704046703 != 2117229935 60819811 != 107252259 425075610 != -295395347 682299589 != -1637998900 -1147654329 != 1418666937
5. 随机字符串
可以使用 Apache Commons-Lang 包中的 RandomStringUtils 类。Maven 依赖如下：
<dependency>
<groupId>commons-lang</groupId>
<artifactId>commons-lang</artifactId>
<version>2.6</version>
</dependency>
API 参考：https://commons.apache.org/proper/commons-lang/javadocs/api-2.6/org/apache/commons/lang/RandomStringUtils.html
示例：
public class RandomStringDemo {
public static void main(String[] args) {
// Creates a 64 chars length random string of number.
String result = RandomStringUtils.random(64 false true);
System.out.println("random = " result);
// Creates a 64 chars length of random alphabetic string.
result = RandomStringUtils.randomAlphabetic(64);
System.out.println("random = " result);
// Creates a 32 chars length of random ascii string.
result = RandomStringUtils.randomAscii(32);
System.out.println("random = " result);
// Creates a 32 chars length of string from the defined array of
// characters including numeric and alphabetic characters.
result = RandomStringUtils.random(32 0 20 true true "qw32rfHIJk9iQ8Ud7h0X".toCharArray());
System.out.println("random = " result);
}
}
RandomStringUtils 类的实现上也是依赖了 java.util.Random 工具类：
RandomStringUtils 类的定义
