Java并发编程--ThreadLocalRandom类原理剖析

淡淡的烟草味﹌ 2023-07-01 08:53 16阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1. Random类及其局限性
 *  2. ThreadLocalRandom
 *  3. 源码分析
 *   *   *  (1). ThreadLocalRandom current()方法
         *  (2). int nextInt(int bound)方法
 *  4.原理

# 1. Random类及其局限性 #

Random生成随机数需要一个默认的种子,是一个long类型的数字.

生成新的随机数需要两个步骤:

*  现根据老的种子生成新的种子
 *  根据新的种子来计算新的随机数

由于每个线程都共享一个种子.而由种子计算随机数的算法是通用的,那么在多线程下多个线程就可能会生成一样的随机数（老种子相同导致新种子相同 ）,.所以这里会**使用CAS操作以保证对种子的操作的原子性**.

但是CAS操作会造成**大量线程的自旋重试,降低并发性能**.

# 2. ThreadLocalRandom #

为了弥补多线程高并发情况下Random的缺陷,新增了ThreadLocalRandom类.

在ThreadLocalRandom类中,**每个线程都维护一个(自己的)种子变量**,每个线程的计算都是互不干扰的.

# 3. 源码分析 #

ThreadLocalRandom类集成了Random类，类图结构如下  
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ThreadLocalRandom中每个线程的种子存放在集体调用线程的threadLocalRandomSeed中,ThreadLocalRandom类只是个工具类.threadLocalRandomSeed变量就是Thread类中的一个普通long变量,不是原子变量(不需要这样设置,这个变量本身就是线程级别的).

线程获取ThreadLocalRandom实例时,获取的是同一个实例,具体的种子存放在线程中,实例中只包含与线程无关的通用算法,所以是线程安全的.

### (1). ThreadLocalRandom current()方法 ###

获取ThreadLocalRandom实例,并初始化调用线程中的threadLocalRandomSeed和threadLocalRandomProbe变量.(在不使用随机数功能时,不会初始化Thread类中的种子变量)

### (2). int nextInt(int bound)方法 ###

计算当前线程的下一个随机数

# 4.原理 #

让每个线程都持有一个本地的种子变量，该种子变量只有在使用随机数时才会被初始化。在多线程下计算新种子时，是根据自己线程内维护的种子变量进行更新，从而避免了竞争

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