1、java.util.Random()
伪随机,如果不传入种子,以当前系统时间为种子,通过一系列计算得出随机值,种子相同的情况下,每次调用得到的随机值是固定的
2、Math.random()
public static double random() { return RandomNumberGeneratorHolder.randomNumberGenerator.nextDouble(); }
private static final class RandomNumberGeneratorHolder { static final Random randomNumberGenerator = new Random(); }
Math内部也是通过java.util.Random()实现的
3、java.security.SecureRandom()
new SecureRandom(); SecureRandom.getInstance(""); SecureRandom.getInstanceStrong();
可以使用以上三种方式生成对象,推荐使用new SecureRandom(),使用系统默认的算法并由系统生成种子
SecureRandom继承于Random类,其具体的实现类为SecureRandomSpi,与平台相关,以JDK版本jdk-8u251-linux-x64为例,在Linux系统下,其默认的实现类为NativePRNG,随机源为/dev/random以及/dev/urandom
/dev/random和/dev/urandom是Linux系统中提供的随机伪设备,使用这两个设备可以为应用提供不为空的随机字节流,两者的区别是/dev/random在系统噪声不足时,会产生阻塞,而/dev/urandom是/dev/random的一个副本,它会重复使用熵池中的数据以产生伪随机数据,因此不会有阻塞的问题
NativePRNG基于混合模式,为生成随机数与随机种子提供了不同的支持
case MIXED: File var4 = null; URL var3; if ((var3 = NativePRNG.getEgdUrl()) != null) { try { var4 = SunEntries.getDeviceFile(var3); } catch (IOException var7) { ; } } if (var4 != null && var4.canRead()) { var1 = var4; } else { var1 = new File("/dev/random"); } var2 = new File("/dev/urandom"); break;
对于随机数的生成,NativePRNG总是使用/dev/urandom作为随机源,而对于种子的生成,其随机源则取决于配置。在NativePRNG.getEgdUrl()方法中,程序会读取配置java.security.egd以及securerandom.source配置
比如配置-Djava.security.egd=file:/dev/urandom,则采用非阻塞模式,而如果配置-Djava.security.egd=file:/dev/urandom,则采用阻塞模式,系统默认也是采用阻塞模式生成种子,以保证足够的随机性
private static final String seedSource = (String)AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() { public String run() { String var1 = System.getProperty("java.security.egd", ""); if (var1.length() != 0) { return var1; } else { var1 = Security.getProperty("securerandom.source"); return var1 == null ? "" : var1; } } });
需要注意的是,SecureRandom.getInstanceStrong()方法,并不遵从上述方式,而是读取配置securerandom.strongAlgorithms,并以此构建随机生成器,在Linux系统下,该配置默认为NativePRNGBlocking:SUN,即采用NativePRNG.Blocking类作为其实现,该方法与SecureRandom.getInstance("NativePRNGBlocking","SUN")语义相同
case BLOCKING: var1 = new File("/dev/random"); var2 = new File("/dev/random"); break;
由代码可知,getInstanceStrong()返回的随机生成器,对于生成随机种子以及随机数都是访问/dev/random,这个方法性能上是非常差的,没有特殊需求,不推荐使用