避免 Random 实例被多线程使用,虽然共享该实例是线程安全的,但会因竞争同一 seed 导致的性能下降。

在多线程环境中,避免多个线程共享同一个Random实例是一个良好的实践。尽管Random实例在共享时是线程安全的,但由于多个线程竞争同一个种子(seed),可能会导致性能下降。

在Java中,有几种方式可以避免多线程共享Random实例,具体取决于Java版本:

  1. JDK 7及之后:使用ThreadLocalRandom
    JDK 7及之后的版本引入了ThreadLocalRandom类,它是线程本地的随机数生成器,可以确保每个线程都拥有独立的随机数生成器实例。使用ThreadLocalRandom可以避免多个线程之间竞争同一个种子,提高性能和并发效率。

    import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
    
    // 在每个线程中使用独立的 ThreadLocalRandom
    public class RandomExample {
        public static void main(String[] args) {
            ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
    
            // 在每个线程中独立生成随机数
            int randomNumber = random.nextInt(100);
            System.out.println(randomNumber);
        }
    }
    

    在上述代码中,通过ThreadLocalRandom.current()方法获取当前线程的ThreadLocalRandom实例,确保每个线程都使用独立的随机数生成器。

  2. JDK 7之前:每个线程一个实例
    如果使用的是JDK 7之前的版本,可以通过让每个线程拥有一个独立的Random实例来避免共享和竞争问题。可以通过将Random实例作为线程局部变量来实现。

    import java.util.Random;
    
    public class RandomExample {
        private static final ThreadLocal<Random> RANDOM =
            ThreadLocal.withInitial(Random::new);
    
        public static Random getRandom() {
            return RANDOM.get();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Random random = getRandom();
    
            // 在每个线程中独立生成随机数
            int randomNumber = random.nextInt(100);
            System.out.println(randomNumber);
        }
    }
    

    在上述代码中,通过ThreadLocal类将Random实例包装为线程局部变量。每个线程都可以通过调用getRandom()方法获取自己的独立的Random实例,确保每个线程都使用不同的种子进行随机数生成。

综上所述,为了避免多线程共享同一个Random实例导致的性能下降,可以在JDK 7及之后使用ThreadLocalRandom,或者在JDK 7之前为每个线程提供独立的Random实例。这样可以避免竞争同一个种子,提高性能和并发效率。

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