ThreadLocalRandom详解

Java SE 7中出现的ThreadLocalRandom类是一个并发安全的随机数生成器，相对于共享的Random类，它具有更高的吞吐量和更好的性能，适用于高并发环境。在本文中，我们将从多个方面对ThreadLocalRandom进行详细的阐述。

一、ThreadLocalRandom概述

ThreadLocalRandom是Java SE 7中新增的一个类，它扩展了Random类，提供了一些特定于线程的随机数生成方法。

    public static ThreadLocalRandom current(){
        return mixture(randomSeed(),System.nanoTime(),Thread.currentThread().getId());
    }

    public int nextInt(int least,int bound){
        if(least >= bound)
            throw new IllegalArgumentException();
        return nextInt(bound - least)+least;
    }

    ......

它实现了Random类中的所有方法，并提供了一些额外的方法来支持一些常见的随机数生成需求，例如在指定范围内生成随机数。

二、ThreadLocalRandom的用法

使用ThreadLocalRandom生成随机数的方法与使用Random类非常类似，但ThreadLocalRandom可以在多线程环境下使用，它支持多个线程使用各自的随机数生成器，避免了竞争和锁等问题。

以下是ThreadLocalRandom生成随机数的基本用法

    int randomNum = ThreadLocalRandom.current().nextInt(0,100);
    System.out.println(randomNum);

三、ThreadLocalRandom的性能优化

受到Random类共享种子的限制，多线程环境下Random类的性能可能会受到影响。ThreadLocalRandom通过在每个线程上维护一个种子序列解决了这个问题。这些种子序列是相互独立的，因此不会出现竞争和锁等问题。

以下是ThreadLocalRandom类的一些优化措施：

• ThreadLocalRandom不需要同步或锁定，因为每个线程都有自己的种子序列。
• ThreadLocalRandom在支持高并发性的同时，也提高了随机数生成速度。
• ThreadLocalRandom的实例会默认采用“慢种子”（也就是当前时间+HashCode），并且第一个随机数生成请求会生成一个更好的“快种子”来替换初始种子。

四、ThreadLocalRandom的使用场景

ThreadLocalRandom适合于高并发环境下的随机数生成需求，例如：

• 用于多线程测试场景的数据脚本。
• 用于产生伪随机指令序列的游戏，例如卡牌游戏。
• 用于生成在指定范围内的随机数，例如从字典中随机选取单词。

五、代码示例

以下示例演示了如何在Java中生成一组指定范围内的随机数：

    public class ThreadLocalRandomExample {
        public static void main(String[] args) {
            int num = ThreadLocalRandom.current().nextInt(0, 100);

            System.out.println("Random number between 0 and 100: " + num);
        }
    }

以上就是关于ThreadLocalRandom的详细介绍，希望能帮助读者更好地理解和使用该类。ThreadLocalRandom是一个强大的多线程随机数生成器，可以让你摆脱像Random类中的共享锁和性能瓶颈等问题。