Java 中的 ThreadLocalRandom 和 SecureRandom 類

您是否正在踏上 Java 多執行緒程式設計之旅？您是否發現自己陷入了 Java 提供的用於生成隨機數的類的網路中，例如 ThreadLocalRandom 和 SecureRandom？別擔心！本文將分解這兩個類的差異、相似之處和適用用例，確保您為自己的需求選擇合適的工具。

瞭解 Java 中的 ThreadLocalRandom

Java 的 ThreadLocalRandom 類是在 Java 7 中引入的，用於更有效地處理多執行緒環境中的隨機數生成。該類是 java.util.concurrent 包的一部分，本質上是 java.util.Random 的簡化版本。但是，ThreadLocalRandom 在併發情況下憑藉其卓越的效能而脫穎而出。

使用 ThreadLocalRandom 的每個 Java 執行緒都將擁有該類的例項，因此避免了執行緒之間的爭用，並確保了更流暢的操作。這種架構有利於提高涉及併發隨機數生成的程式的速度。

讓我們看看 ThreadLocalRandom 的基本用法 -

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
// Generate random integers within a given range
int randomNum = ThreadLocalRandom.current().nextInt(min, max + 1);

探索 Java 中的 SecureRandom

在比較的另一端，我們有 SecureRandom。此類是 java.security 包的一部分，其設計重點不是效能，而是專注於生成高度不可預測的、加密強隨機數。

與 ThreadLocalRandom 不同，SecureRandom 進一步確保生成的序列難以預測。為了實現這一點，SecureRandom 使用加密強演算法，使輸出適用於安全敏感的操作，例如生成加密金鑰或隨機密碼生成。

以下是 SecureRandom 的使用方法 -

import java.security.SecureRandom;
SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
// Generate a random integer
int randomInt = secureRandom.nextInt();

ThreadLocalRandom 與 SecureRandom：並排比較

現在我們已經簡要介紹了這兩個類，讓我們深入進行更詳細的比較，涉及效能、可預測性和適當的用例。

ThreadLocalRandom

SecureRandom

效能

ThreadLocalRandom 旨在在多執行緒環境中提高效能，因此它比 SecureRandom 快得多。如果您正在尋找高效能的隨機數生成，而對可預測性沒有任何嚴格的要求，那麼 ThreadLocalRandom 是您的首選。

由於其加密演算法，SecureRandom 速度較慢。它使用更復雜的過程來確保生成的數字難以預測。因此，如果您優先考慮速度而不是安全性，SecureRandom 可能不是最佳選擇。

可預測性

ThreadLocalRandom 並不專注於生成不可預測的序列。因此，它不應用於可預測性可能導致安全漏洞的環境中。

SecureRandom 在可預測性方面佔據上風。它生成加密強隨機數，使其難以預測。此特性在安全關鍵型應用程式中至關重要，在這些應用程式中，數字的可預測性可能導致漏洞。

用例

如果您正在處理涉及併發程式設計和隨機數生成的應用程式，只要安全性不是主要問題，ThreadLocalRandom 應該是您的首選。

但是，如果您正在開發面向安全的應用程式，例如密碼生成器、加密系統或任何隨機數的可預測性可能構成潛在風險的軟體，則 SecureRandom 將是您的最佳選擇。它的加密強度確保了最高級別的安全性和不可預測性，即使是以犧牲效能為代價。

結論

總之，ThreadLocalRandom 和 SecureRandom 之間的選擇很大程度上取決於您的特定需求。

在處理多執行緒環境時，如果生成隨機數的速度至關重要且生成的數字的可預測性不構成安全風險，請選擇 ThreadLocalRandom。

相反，當處理隨機數的可預測性可能導致漏洞的系統時，儘管 SecureRandom 的效能較低，但它是首選。

更新於： 2023年6月19日

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