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本文轉載自微信公眾號「一個程序員的成長」，作者一個程序員的成長。轉載本文請聯(lián)系一個程序員的成長公眾號。
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1、Random類及其局限性
- public int nextInt(int bound) {
- if (bound <= 0)
- throw new IllegalArgumentException(BadBound);
- // 計算新的種子
- int r = next(31);
- int m = bound - 1;
- // 根據(jù)新的種子計算隨機數(shù)
- if ((bound & m) == 0) // i.e., bound is a power of 2
- r = (int)((bound * (long)r) >> 31);
- else {
- for (int u = r;
- u - (r = u % bound) + m < 0;
- u = next(31))
- ;
- }
- return r;
- }
- protected int next(int bits) {
- long oldseed, nextseed;
- // 這是一個原子性的變量
- AtomicLong seed = this.seed;
- do {
- // (1)、獲取老的種子
- oldseed = seed.get();
- // (2)、計算出新的種子
- nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask;
- // (3)、CAS操作更新老的種子
- } while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed));
- return (int)(nextseed >>> (48 - bits));
- }
Random小結：
- 面試：多線程下Random存在什么樣的問題?
每個Random實例里面都有一個原子性的種子變量用來記錄當前的種子值，當要生成新的隨機數(shù)時需要根據(jù)當前的種子計算新的種子并更新種子變量。當在多線程環(huán)境下，多個線程會競爭同一個原子變量的更新操作，由于原子變量的更新時CAS操作，同時只有一個線程會成功，所以會造成大量線程進行自旋重試，從而降低并發(fā)性能。
可能出現(xiàn)的癥狀：如果并發(fā)請求非常多，自旋鎖一直重試，那么CPU會一直飆升。
2、ThreadLocalRandom
- public static ThreadLocalRandom current() {
- if (UNSAFE.getInt(Thread.currentThread(), PROBE) == 0)
- localInit();
- return instance;
- }
- static final void localInit() {
- int p = probeGenerator.addAndGet(PROBE_INCREMENT);
- int probe = (p == 0) ? 1 : p; // skip 0
- long seed = mix64(seeder.getAndAdd(SEEDER_INCREMENT));
- Thread t = Thread.currentThread();
- UNSAFE.putLong(t, SEED, seed);
- UNSAFE.putInt(t, PROBE, probe);
- }
這個方法用來創(chuàng)建ThreadLocalRandom隨機數(shù)生成器，如果當前線程中threadLocalRandomProbe的變量值為0，則說明是第一次調用current方法，那么就調用localInit方法初始化種子變量。
這里使用了延遲初始化，在localInit方法中，并沒有初始化種子變量，而是在需要生成隨機數(shù)的時候再生成種子變量，這是一種優(yōu)化。
- static final void localInit() {
- int p = probeGenerator.addAndGet(PROBE_INCREMENT);
- int probe = (p == 0) ? 1 : p; // skip 0
- long seed = mix64(seeder.getAndAdd(SEEDER_INCREMENT));
- Thread t = Thread.currentThread();
- UNSAFE.putLong(t, SEED, seed);
- UNSAFE.putInt(t, PROBE, probe);
- }
- final long nextSeed() {
- Thread t; long r; // read and update per-thread seed
- // 生成新種子（獲取當前線程種子 + 種子增量）
- UNSAFE.putLong(t = Thread.currentThread(), SEED,
- r = UNSAFE.getLong(t, SEED) + GAMMA);
- return r;
- }
mix32是一個固定的算法，這里重點看下nextSeed方法，當?shù)谝淮握{用的時候進行初始化，獲取當前線程threadLocalRandomSeed的值(第一次默認值為0) + 種子增量，如果不是第一次那么獲取舊種子的值 + 種子增量生成新的種子變量并設置回去。這樣的話多線程環(huán)境下就避免了競爭，因為threadLocalRandomSeed是Thread的一個變量，屬于線程級別。
分享題目：ThreadLocalRandom類原理分析
網(wǎng)頁路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dpohecc.html
