Java 生成随机数的 5 种方式，你知道几种？

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。Java 生成随机数的几种高级用法，这篇推荐看一下。

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。

• 线程 2 在第一次调用 random() 时发现已经有一个生成器 generator1，则直接使用生成器 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);

}

}

Ra 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 ndom 类提供的方法：API

• nextBoolean() - 返回均匀分布的 true 或者 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！关注公众号 Java 技术栈回复 java 获取更多 Java 工具类教程。

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 实例，然后调用 java.util.Random 类提供的方法获得各种随机数。

使用：