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Java如何生成随机数？

在Java中生成随机整数常用 java.util.Random类或 ThreadLocalRandom类， new Random().nextInt(51) + 30可生成30-80范围的整数，其中51是范围跨度（80-30+1）。

方法1：使用 java.util.Random 类

最基础的随机数生成方式，适合一般场景。
代码示例：

import java.util.Random;
public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        // 生成 [0, 100) 的随机整数
        int num1 = random.nextInt(100); 
        // 生成 [-50, 50) 的随机整数
        int num2 = random.nextInt(101) - 50; 
        // 生成任意范围的整数（如 [10, 20]）
        int min = 10, max = 20;
        int num3 = random.nextInt(max - min + 1) + min;
    }
}

特点：

  • 简单易用，性能较高
  • 非线程安全（多线程需额外同步）
  • 随机性可预测，不适用于安全敏感场景

方法2：使用 Math.random() 方法

基于 Random 类的静态快捷方式，生成 [0.0, 1.0) 的随机浮点数。
代码示例：

Java如何生成随机数？ 第1张

public class MathRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 生成 [0, 99] 的整数
        int num1 = (int) (Math.random() * 100);
        // 生成 [min, max] 的整数（如 [5, 15]）
        int min = 5, max = 15;
        int num2 = (int) (Math.random() * (max - min + 1)) + min;
    }
}

特点：

  • 单行代码快速生成
  • 底层依赖 Random 类，同样非线程安全
  • 仅适用于基本需求，灵活性较低

方法3：使用 ThreadLocalRandom 类（Java 7+）

专为多线程优化的高性能方案，推荐并发场景使用。
代码示例：

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class ThreadLocalRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 生成 [0, 100) 的整数
        int num1 = ThreadLocalRandom.current().nextInt(100);
        // 生成 [min, max] 的整数（如 [-10, 10]）
        int num2 = ThreadLocalRandom.current().nextInt(-10, 11);
    }
}

特点：

  • 线程安全且无锁竞争，性能优于 Random
  • 直接支持范围区间参数
  • 适用于高并发程序（如Web服务）

方法4：使用 SecureRandom 类

加密级安全随机数生成器，适用于密码学操作。
代码示例：

import java.security.SecureRandom;
public class SecureRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        // 生成 32 位随机整数
        int num = secureRandom.nextInt();
        // 生成 [0, 1000) 的安全随机整数
        int boundedNum = secureRandom.nextInt(1000);
    }
}

特点：

  • 通过加密算法（如 SHA1PRNG）生成不可预测随机数
  • 性能较低，但满足安全需求（如令牌生成）
  • 线程安全

总结与选型建议

场景 推荐方法 理由
一般单线程程序 Random 或 Math.random 简单高效
高并发多线程程序 ThreadLocalRandom 无锁设计，避免性能瓶颈
密码、密钥等安全敏感场景 SecureRandom 符合加密标准（如 FIPS 140）

关键注意：

  1. 范围生成公式：random.nextInt(max - min + 1) + min 确保覆盖 [min, max]。
  2. 避免在循环中重复创建 Random 实例（尤其多线程）,防止随机性下降。
  3. 敏感场景务必使用 SecureRandom,例如生成验证码或会话ID。

引用说明： 基于 Oracle 官方文档 Java 17 API 规范，并结合密码学安全标准 NIST SP 800-90A 对安全随机数的要求，代码示例经过 JDK 17 环境验证。

random
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