Random与ThreadLocalRandom

前言

• ThreadLocalRandom 和 Random 类都是 Java 中用于生成随机数的类，但它们有一些区别和不同的使用场景

竞争与性能

Random

1. Random 类是线程安全的，可以在多个线程中共享使用
2. 但是，在多线程环境下，由于 Random 类使用了同一个种子生成随机数序列，可能会导致竞争条件和性能问题
   • 竞争条件：如果多个线程同时使用同一个 Random 对象并且种子相同，它们将竞争生成随机数序列的访问权。这可能导致多个线程同时尝试修改或读取随机数序列，从而导致竞争条件和不确定的结果
   • 性能问题：当多个线程同时使用同一个 Random 对象时，它们需要进行同步操作以确保线程安全。这涉及到锁定机制，会引入额外的开销和延迟，从而降低性能

ThreadLoacalRandom

1. ThreadLocalRandom 类是 Java 7中引入的，它提供了一种更高效且线程安全的随机数生成方式
2. 每个线程都有自己的 ThreadLocalRandom 实例，避免了多线程竞争问题，即避免多个线程同时访问同一个随机数生成器实例时的竞争，比使用同步机制的 Random 类在多线程环境下更高效
3. ThreadLocalRandom 的高性能主要体现在以下几个方面：
   • 无锁设计：ThreadLocalRandom 使用了无锁设计，避免了多线程竞争的开销，提高了性能
   • 基于线程的随机数生成器：每个线程都有自己的随机数生成器实例，避免了线程间的竞争，提高了并发性能
   • 使用高效的算法：ThreadLocalRandom 使用了高效的随机数生成算法，例如 XorShift 算法，这些算法具有良好的性能和随机性
   • 缓存数据：ThreadLocalRandom 在每个线程中缓存了一些随机数，减少了每次生成随机数时的开销

使用方式

Random

• 通过创建 Random 实例，然后调用其方法生成随机数

Random random = new Random();
int randomNumber = random.nextInt(100); // 生成0到99之间的随机整数

ThreadLoacalRandom

• 直接通过静态方法调用生成随机数

int randomNumber = ThreadLocalRandom.current().nextInt(100); // 生成0到99之间的随机整数

总结

• 一般来说，如果在单线程环境中使用随机数，可以选择使用 Random 类
• 而在多线程环境中，为了避免竞争条件和性能问题，建议使用 ThreadLocalRandom 类