Java 產生隨機數的兩種核心方式詳解

方式一：Math.random() 靜態方法

java.lang.Math.random() 無需導包，返回 double 範圍 [0.0, 1.0)。常用變換：

• int n = (int)(Math.random() * 1000)：0-999 整數
• int n = (int)(Math.random() * (max - min + 1)) + min：[min, max] 區間

public class RandomTest {
    public static void main(String[] args) {
        double d = Math.random();           // 0.0-1.0
        double d1000 = Math.random() * 1000; // 0.0-1000.0
        int i1000 = (int)(Math.random() * 1000); // 0-999
        System.out.println(d); System.out.println(d1000); System.out.println(i1000);
    }
}

方式二：java.util.Random 對象

功能更豐富，支持多類型、種子控制：

import java.util.Random;

public class RandomTest {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(); // 默認種子：System.nanoTime()
        System.out.println("int: " + random.nextInt());
        System.out.println("int[0,100): " + random.nextInt(100));
        System.out.println("long: " + random.nextLong());
        System.out.println("float: " + random.nextFloat());  // 0.0-1.0
        System.out.println("double: " + random.nextDouble()); // 0.0-1.0
        System.out.println("boolean: " + random.nextBoolean());
        System.out.println("bytes: " + Arrays.toString(random.bytes(new byte[10])));
    }
}

種子機制與可重現性

• 默認種子：System.nanoTime() (高精度時間)
• 指定種子：new Random(100L)，相同種子產生完全相同序列
• 應用：測試數據固定、加密協商、模擬復現

Random r1 = new Random(100);
Random r2 = new Random(100);
for (int i=0; i<5; i++) {
    System.out.println(r1.nextInt() + "\t" + r2.nextInt()); // 輸出完全一致
}

ThreadLocalRandom (Java 7+) 高並發首選

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
// 無競爭、無共享狀態、性能優於 Random
int n = ThreadLocalRandom.current().nextInt(100);
long l = ThreadLocalRandom.current().nextLong(1000, 2000);

SecureRandom：加密級隨機數

• 用於密鑰生成、Token、Session ID、加密鹽值
• 熵源：操作系統隨機設備 (/dev/urandom, Windows CryptoAPI)
• 性能較慢，非加密場景勿用

選型指南

出處：https://lavasoft.blog.51cto.com/62575/222076