Java 隨機數生成全攻略：從 Math.random() 到 ThreadLocalRandom

基礎入門：Math.random()

最直觀的方式：

double r = Math.random(); // 0.0 ~ 1.0
double r10 = Math.random() * 10; // 0.0 ~ 10.0
int rInt = (int) (Math.random() * 10); // 0 ~ 9

陷阱：Math.round(Math.random() * 10) 分布不均（0 和 10 機率僅為其他數字一半）。正確均勻寫法：(int) (Math.random() * 11) 或 Math.floor(Math.random() * 11)。

進階：java.util.Random

Random rnd = new Random();
int n = rnd.nextInt(10); // 0 ~ 9，均勻分布
boolean b = rnd.nextBoolean();
double gaussian = rnd.nextGaussian(); // 高斯分布

• 優點：功能豐富、支援種子控制（new Random(seed)）、可產生多種型別。
• 缺點：需建立物件；多執行緒共用同一實例雖線程安全，但高併發下會成為效能瓶頸（CAS 競爭種子）。

高併發首選：ThreadLocalRandom (Java 7+)

int n = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10);

• 零競爭：每個執行緒持有獨立實例，無同步開銷。
• 靜態存取：如 Math.random() 般便利，但效能更強。
• API 豐富：支援 nextInt(origin, bound)、nextLong()、nextDouble() 等。

常見錯誤與最佳實踐

選型建議

• 簡單腳本/測試：Math.random() 足矣。
• 需控制種子/產生高斯分布：java.util.Random。
• 多執行緒高併發環境：強烈推薦 ThreadLocalRandom。
• 加密級安全性：java.security.SecureRandom。

隨機數看似簡單，分布均勻、執行緒安全、種子管理樣樣是坑。選對工具，事半功倍。