java随机数范围;java随机数指定范围 收藏 0

Java生成随机数的5种方式，你知道几种？（建议收藏）

1. Math.random() 静态方法

产生的随机数是 0 – 1 之间的一个 double ，即 0 <= random <= 1 。

使用：结果：实现原理：

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：

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

结果：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：结果：Random类默认使用当前系统时钟作为种子:

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！

结果：3. java.util.concurrent.ThreadLocalRandom 工具类

ThreadLocalRandom 是 JDK 7 之后提供， 也是继承至 java.util.Random。

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：结果：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\”);

使用：结果：5. 随机字符串

可以使用 Apache Commons-Lang 包中的 RandomStringUtils 类。Maven 依赖如下：

API 参考：https://commons.apache.org/proper/commons-lang/javadocs/api-2.6/org/apache/commons/lang/RandomStringUtils.html

示例：

RandomStringUtils 类的实现上也是依赖了 java.util.Random 工具类：

RandomStringUtils 类的定义

Java随机数之System/Random/SecureRandom详解

本系列为：从零开始学Java，为千锋资深Java教学老师独家创作

致力于为大家讲解清晰Java学习相关知识点，含有丰富的代码案例及讲解。如果感觉对大家有帮助的话，可以【关注】持续追更~

文末有本文重点总结！关于技术类问题，也欢迎大家和我们沟通交流！

我们在解决实际问题时，除了经常需要对数字、日期、时间进行操作之外，有时候还需要对系统进行设置，另外还需要生成一些随机数字。

那么我们又该如何实现这些需求呢？接下来我们会带着大家来学习一下Java中的另几个常用类，包括System、Random、SecureRandom等。

全文大约 【4000】字， 不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考…

System类位于java.lang包中，代表着当前Java程序的运行平台，系统级的很多属性和控制方法都放在该类中。

由于该类的构造方法是private的，所以我们无法直接通过new的方式来创建该类的对象。System类提供了一些静态变量和静态方法，允许我们直接通过System类来调用这些类变量和类方法。在System类中，虽然有挺多的静态变量和方法，但对我们来说，只需记住一些常用的即可。

System类中常用的静态变量有如下几个：

● PrintStream out：标准输出流；

● InputStream in：标准输入流；

● PrintStream err：标准错误输出流；

1.2 常用静态方法

System类中常用的静态方法有如下几个：

● currentTimeMillis()：返回当前的计算机时间；

● exit()：终止当前正在运行的 Java 虚拟机；

● gc()：请求系统进行垃圾回收，完成内存中的垃圾清除；

● getProperty()：获得系统中属性名为 key 的属性对应的值；

● arraycopy()：进行数组复制，即从指定源数组中复制一个数组。

接下来我们就把

以上这些静态变量和静态方法的基本使用，给大家简要介绍一下。

首先我们来看看System类中几个常用静态变量该如何使用。

2.1 out

out静态变量属于PrintStream类型，是System类中的标准输出流，用于接收要输出的数据。out中的数据内容通常会输出到显示器，或用户指定的某个输出目标。其实对我们来说，out并不陌生，可以说在我们之前的案例中经常使用，尤其是out中的print方法，最近我们一直在使用。但我们要搞清楚，print属于PrintStream流的方法，并不是 System类的方法。

in静态变量属于InputStream类型，是System类中的标准输入流，用于接收输入的数据。in通常是对应着键盘的输入，或是用户指定的另一个输入源。我们在之前的案例中，也简单使用过in常量，但它没有out用的那么频繁。

上面的这个案例，System.in.read()语句可以读入一个字符，read()方法是InputStream类拥有的方法。变量c必须用 int 类型，而不能用char类型，否则可能会丢失精度而导致编译失败。另外上面的程序，如果输入的是汉字将不能正常输出。如果我们想正常输出汉字，需要把 System.in声明为 InputStreamReader类型的实例。比如

InputStreamReader in=new InputStreamReader(System.in,\”GB2312\”)，此时就可以读入完整的Unicode码，才能显示正常的汉字。

err静态变量属于PrintStream类型，是System类中的标准错误输出流，用于接收要输出的数据。err中的数据内容通常会输出到显示器，或用户指定的某个输出目标。其用法与System.out一样，只是不需要我们提供参数就可以输出错误信息，也可以用来输出用户指定的其他信息，包括一些变量的值。

以上这几个静态变量都很简单，大家记住其用法即可。

接下来再跟大家说说System类中的几个常用静态方法的用法。

currentTimeMillis()方法用于返回当前计算机的时间戳，时间格式是当前计算机的时间与GMT时间(格林尼治时间)，自1970年 1月 1日 0时 0分 0秒以来所经历的毫秒数，我们一般用它来测试程序的执行时间。通过调用currentTimeMillis()方法，我们可以获得一个长整型的数字，该数字是以差值表达的当前时间。其实currentTimeMillis()方法我们在之前的文章中已经详细讲解过，这里就不再细说了。

exit()方法用于终止当前正在运行的Java虚拟机，也就是可以用于退出程序。该方法需要一个整型的status参数，0表示正常退出，非零表示异常退出。我们使用该方法，可以在图形界面编程中实现程序的退出功能。该方法的用法如下：

gc()方法用于请求对系统主动进行垃圾回收，完成内存中的垃圾清除。但系统是否会立刻回收这些垃圾，却取决于系统中垃圾回收算法的具体实现，以及系统执行时的具体情况。一般我们在开发时不会主动调用该方法，有时候调用了也未必有效果。

getProperty()方法可以根据指定的key，获得系统中对应的某些属性值，系统中常见的属性名及其属性如下表所示：

arraycopy()方法用于数组复制，可以从指定的源数组中复制出一个数组，复制会从指定的位置开始，到目标数组的指定位置结束。arraycopy()方法一般有5个参数，其中，src表示源数组，srcPos表示从源数组中复制的起始位置，dest表示目标数组，destPos表示要复制到的目标数组的起始位置，length表示复制的个数。

我们在开发时，除了操作一些固定的数字之外，有时候还要操作一些不确定的随机数。Java中给我们提供了两种生成指定范围内随机数的方法：

● 使用Random类：伪随机数类，用来创建伪随机数。所谓伪随机数，就是指我们只要给定一个初始的种子，产生的随机数序列是完全一样的；

● 调用Math类的random()方法：Math.random()内部其实是在调用Random类，它也是伪随机数，但我们无法指定种子。

Random类为我们提供了比较丰富的随机数生成方法，比如nextInt()、nextLong()、nextFloat()、nextDouble()等方法。这些方法可以产生boolean、int、long、float、byte数组以及double类型的随机数，这是它比random()方法更好的地方，random()方法只能产生0~1之间的double类型随机数。

而且Random类提供的所有方法，生成的随机数字都是均匀分布的，也就是说区间内部的数字生成的概率是均等的。Random类位于java.util包中，该类有如下两个常用的构造方法：

● Random()：默认利用当前系统的时间戳作为种子数，使用该种子数构造出Random对象。

● Random(long seed)：使用单个的long类型参数，创建一个新的随机数生成器。

在Random类中，有如下一些常用的API方法供我们操作随机数：

接下来我们通过一个案例，来给大家讲解一下上述方法该如何使用。

但是我们从上面的案例中，会发现每次生成的随机数可能都是不同的，并没有体现出伪随机数的特性，这是为什么呢？其实这是因为我们创建Random实例时，如果没有给定种子，默认是使用系统的当前时间戳作为种子。因此每次运行时，种子都不同，所以得到的伪随机数序列就不同。如果我们在创建Random实例时指定一个固定的种子，就会得到完全确定的随机数序列。

之前给大家说过，Random是一种伪随机数类。这时候就有小伙伴问了，那有没有真随机数类呢？

当然是有的！

SecureRandom就是一种真随机数！

从原理来看，SecureRandom内部使用了RNG (Random Number Generator，随机数生成)算法，来生成一个不可预测的安全随机数。但在JDK的底层，实际上SecureRandom也有多种不同的具体实现。有的是使用安全随机种子加上伪随机数算法来生成安全的随机数，有的是使用真正的随机数生成器来生成随机数。实际使用时，我们可以优先获取高强度的安全随机数生成器；如果没有提供，再使用普通等级的安全随机数生成器。但不管哪种情况，我们都无法指定种子。

因为这个种子是通过CPU的热噪声、读写磁盘的字节、网络流量等各种随机事件产生的“熵”，所以这个种子理论上是不可能会重复的。这也就保证了SecureRandom的安全性，所以最终生成的随机数就是安全的真随机数。

尤其是在密码学中，安全的随机数非常重要。如果我们使用不安全的伪随机数，所有加密体系都将被攻破。因此，为了保证系统的安全，我们尽量使用SecureRandom来产生安全的随机数。

SecureRandom 给我们提供了 nextBoolean()、nextBytes()、nextDouble()、nextFloat()、nextInt() 等随机数生成方法，如下图所示：

接下来我们就通过一个案例，来看看到底该如何生成一个安全的随机数。

至此，就把与系统类、伪随机数、真随机数等相关的类给大家介绍完了，这样我们就把开发时的一些常见类介绍完毕了。今天的重点内容是：

● System：代表着当前Java程序的运行平台，系统级的很多属性和控制方法都放在该类中；

● Random：生成伪随机数；

● SecureRandom：生成安全的真随机数。

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Java随机数怎么生成

在Java中，我们可以使用多种方法来生成随机数。以下是其中几种常见的方法：

1.使用Random类生成随机数Random类是Java中用于生成随机数的标准类。可以使用它的nextInt()和nextDouble()等方法来生成随机整数和随机浮点数。例如：

2.使用Math.random()生成随机数Math.random()方法可以生成一个0到1之间的随机浮点数。例如

3.使用ThreadLocalRandom类生成随机数ThreadLocalRandom类是Java中用于生成随机数的线程安全类。可以使用它的nextInt()和nextDouble()等方法来生成随机整数和随机浮点数。例如：

这些方法都可以用来生成随机数，具体使用哪种方法取决于具体情况和需要。需要注意的是，生成的随机数并不是真正的随机数，而是伪随机数，它们是通过一定的算法生成的，因此在某些情况下可能会出现重复的情况。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com