Java Random、ThreadLocalRandom和UUID随机数类

柔光的暖阳◎ 2021-11-22 08:00 392阅读 0赞

### 一、java.util.Random ###

Random 类的实例用于生成伪随机数

Random 类将 种子数 作为随机算法的起源数字，计算生成伪随机数，其与生成的随机数字的区间无关

创建 Random 实例时，若没有指定种子数，则会以当前时间 作为种子数，来计算生成伪随机数

**拥有相同种子的 Random 实例，在相同次数下，生成的伪随机数完全相同**

Random random = new Random(10);
            Random random2 = new Random(10);
            System.out.println(random.nextInt()); // -1157793070
            System.out.println(random2.nextInt());// -1157793070

**两种构造方法**

![20190725152844294.png][]

方法等：

*   *  <table> 
         <tbody> 
          <tr> 
           <td><code>boolean</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextBoolean</a>()</code> <p>返回下一个伪随机数，从这个随机数发生器的序列中均匀分布 <code>boolean</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>void</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextBytes</a>(byte[]&nbsp;bytes)</code> <p>生成随机字节并将它们放入用户提供的字节数组中。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>double</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextDouble</span></a><span style="color:#f33b45;">()</span></code> <p>返回下一个伪随机数，从这个随机数发生器的序列中 <code>0.0</code>和 <code>1.0</code>之间的 <code>double</code>值 <code>0.0</code>分布。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>float</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextFloat</a>()</code> <p>返回下一个伪随机数，从这个随机数发生器的序列中 <code>0.0</code>和 <code>1.0</code>之间的 <code>float</code>值 <code>0.0</code>分布。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>double</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextGaussian</a>()</code> <p>从该随机数发生器的序列返回下一个伪随机数，高斯（“正”）分布 <code>double</code>值，平均值为 <code>0.0</code> ，标准差为 <code>1.0</code> 。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>int</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextInt</span></a><span style="color:#f33b45;">()</span></code> <p>返回下一个伪随机数，从这个随机数发生器的序列中均匀分布 <code>int</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>int</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextInt</span></a><span style="color:#f33b45;">(int&nbsp;bound)</span></code> <p>返回伪随机的，均匀分布 <code>int</code>值介于0（含）和指定值（不包括），从该随机数生成器的序列绘制。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>long</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextLong</a>()</code> <p>返回下一个伪，均匀分布 <code>long</code>从这个随机数生成器的序列值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>void</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">setSeed</a>(long&nbsp;seed)</code> <p>使用单个 <code>long</code>种子设置该随机数生成器的种子。</p> </td> 
          </tr> 
         </tbody> 
        </table>

**测试demo**

public static void main(String[] args) {
            Random random = new Random();
    
            byte[] data = new byte[5];
            random.nextBytes(data);
            System.out.println(Arrays.toString(data)); // [59, 19, -35, 46, 36]
    
            System.out.println(random.nextBoolean());  // true
            System.out.println(random.nextDouble());   // [0.0,1.0) double值 0.9081744035754137
            System.out.println(random.nextDouble() * 6.8 + 2.2); // [2.2,9.0) double值 6.2376803909751075
            System.out.println(random.nextFloat());    // [0.0,1.0) float值 0.79999745
            System.out.println(random.nextGaussian()); // 0.25398377648474524
            System.out.println(random.nextInt());      // 2044070728
            System.out.println(random.nextInt(100)); //[0,100) 20
            System.out.println(random.nextLong());     // -4206112352264767924
        }

### 二、java.util.concurrent.ThreadLocalRandom ###

**ThreadLocalRandom 是Java7 新增类，是Random类的子类，在多线程并发情况下，ThreadLocalRandom 相对于Random可以减少多线程资源竞争，保证了线程的安全性**。

原理分析参考文章：[ThreadLocalRandom类原理][ThreadLocalRandom]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyNDAyODU0_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

方法等

*   *  <table> 
         <tbody> 
          <tr> 
           <td><code>double</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextDouble</span></a>(double&nbsp;origin, double&nbsp;bound)</code> <p>返回指定的起始（含）和绑定（排除）之间的伪随机 <code>double</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>int</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextInt</span></a>(int&nbsp;origin, int&nbsp;bound)</code> <p>返回指定原点（含）和指定边界（排除）之间的伪随机 <code>int</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>long</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">nextLong</a>(long&nbsp;bound)</code> <p>返回在零（包括）和指定的边界（排除）之间的伪随机 <code>long</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code>long</code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">nextLong</span></a>(long&nbsp;origin, long&nbsp;bound)</code> <p>返回指定的起始（含）和指定的绑定（排除）之间的伪随机 <code>long</code>值。</p> </td> 
          </tr> 
         </tbody> 
        </table>

** 测试demo**

public static void main(String[] args) {
            ThreadLocalRandom threadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current();
    
            System.out.println(threadLocalRandom.nextDouble());   // [0.0,1.0) double值
            System.out.println(threadLocalRandom.nextDouble() * 6.8 + 2.2); // [2.2,9.0) double值
            System.out.println(threadLocalRandom.nextDouble(2.2,2.9)); // [2.2,9.0) double值
            System.out.println(threadLocalRandom.nextInt());      // 
            System.out.println(threadLocalRandom.nextInt(49,99)); //[49,99)
        }

### 三、java.util.UUID ###

**1、UUID是什么？**

UUID 是 通用唯一识别码（**Universally Unique Identifier**）的缩写，是一种软件建构的标准，亦为开放软件基金会组织在分布式计算环境领域的一部分。其目的，是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此一来，每个人都可以创建不与其它人冲突的UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库创建时的名称重复问题。 ----- 来自百度百科

**2、UUID组成：**

UUID是一个128位长的数字，一般用16进制表示。算法的核心思想是结合机器的网卡、当地时间、一个随机数来生成UUID。

UUID的唯一缺陷在于生成的结果串比较长。

**标准的UUID格式为：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)。**

**3、UUID由以下几部分的组合：**

（1）当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。

（2）时钟序列。

（3）全局唯一的IEEE机器识别号，如果有网卡，从网卡MAC地址获得，没有网卡以其他方式获得。

Java为了方便处理，设计了java.util.UUID类，这个类可以生成以上格式的字符串这个类我们主要使用一个 public static UUID randomUUID()方法。

原理参考文章：[java类uuid源码分析][java_uuid]

方法等：

*   *  <table> 
         <tbody> 
          <tr> 
           <td><code>static <a rel="nofollow">UUID</a></code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow"><span style="color:#f33b45;">randomUUID</span></a><span style="color:#f33b45;">()</span></code> <p>静态工厂检索一个类型4（伪随机生成）的UUID。</p> </td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td><code><a rel="nofollow">String</a></code></td> 
           <td><code><a rel="nofollow">toString</a>()</code> <p>返回代表这个 <code>UUID</code>的 <code>String</code>对象。</p> </td> 
          </tr> 
         </tbody> 
        </table>

**测试demo：自定义的 UUIDUtils 类挺实用的**

public class ThreadDemo {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(UUIDUtils.get36UUID()); // d5dfb562-1e44-497a-b458-96eb369b5f80
            System.out.println(UUIDUtils.get32UUID()); // 3dd501101d684e358b9781f984dba457
            System.out.println(UUIDUtils.get16UUID()); // 6000001717806665
        }
    }
    
    class UUIDUtils {
        private UUIDUtils(){ }
    
        /**
         * 获取 UUID 生成随机36位的字符串
         * @return String 36位的字符串
         */
        public static String get36UUID(){
            return UUID.randomUUID().toString();
        }
    
        /**
         * 获取 UUID 生成32位的字符串
         * @return String 32位的字符串
         */
        public static String get32UUID(){
            return UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        }
        /**
         * 获取 UUID 生成16位的字符串
         * @return String 16位的字符串
         */
        public static String get16UUID(){
            int first = new Random(10).nextInt(8) + 1;
            //int hashCodeV = UUID.randomUUID().toString().hashCode();
            int hashCodeV = get36UUID().hashCode();
            if (hashCodeV < 0) { // 有可能是负数
                hashCodeV = -hashCodeV;
            }
            // 0 代表参数前面补充0
            // 15 代表参数长度为15
            // d 代表参数为正整数类型（十进制）
            return first + String.format("%015d", hashCodeV);
        }
    }

ends ~

[20190725152844294.png]: /images/20211122/9cabd0a78a844b94a7dc785a5bbdb10e.png
[ThreadLocalRandom]: https://blog.csdn.net/wangyunpeng0319/article/details/78903541
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[java_uuid]: https://blog.csdn.net/wobushixiaobailian/article/details/86065041