隨機(jī)數(shù)發(fā)生器怎么用

這將不是解釋隨機(jī)數(shù)生成器畢竟不是那么隨機(jī)的文章之一。 因此，您中的那些人希望獲得有關(guān)如何破解老虎機(jī)，繼續(xù)前進(jìn)的指南，在這里什么也看不到。

相反，它是有關(guān)一個(gè)不太常見的鎖爭(zhēng)用問(wèn)題的帖子，該問(wèn)題隱藏在Java API的隨機(jī)數(shù)生成器中。

要打開該主題，讓我們開始研究如何在java.util.Random類中處理并發(fā)。 java.util.Random的實(shí)例是線程安全的。 但是，在線程之間并發(fā)使用同一java.util.Random實(shí)例是同步的，并且正如我們發(fā)現(xiàn)的那樣，它傾向于觸發(fā)影響應(yīng)用程序性能的爭(zhēng)用問(wèn)題。

在您日常的日常企業(yè)應(yīng)用程序中，這聽起來(lái)似乎不是一個(gè)重要的問(wèn)題–畢竟，您實(shí)際上有多少次實(shí)際執(zhí)行了故意無(wú)法預(yù)測(cè)的事情？ 相反，您只是在按照可預(yù)見的方式遵循業(yè)務(wù)規(guī)則。 我必須承認(rèn)，盡管在某些情況下，這些業(yè)務(wù)規(guī)則比真正的隨機(jī)種子生成算法所涉及的熵甚至更大，但這完全是另一回事。

但是魔鬼隱藏在細(xì)節(jié)中，在這種情況下，碰巧是java.util.Random的子類，即java.util.SecureRandom 。 此類，如名稱所述，應(yīng)在隨機(jī)數(shù)生成器的結(jié)果必須是加密安全的情況下使用。 出于人類未知的原因，在通常不希望隨機(jī)性的密碼安全方面具有重要意義的情況下，已將該實(shí)現(xiàn)選擇為許多常見API的主干。

我們通過(guò)密切關(guān)注鎖爭(zhēng)用檢測(cè)解決方案的采用來(lái)親身體驗(yàn)這個(gè)問(wèn)題。 根據(jù)結(jié)果??，通過(guò)看起來(lái)無(wú)辜的java.io.File.createTempFile（）調(diào)用觸發(fā)Java應(yīng)用程序中最常見的鎖定問(wèn)題之一。 在后臺(tái)，這種臨時(shí)文件的創(chuàng)建依賴于SecureRandom類來(lái)計(jì)算文件的名稱。

private static final SecureRandom random = new SecureRandom(); static File generateFile(String prefix, String suffix, File dir) {long n = random.nextLong();if (n == Long.MIN_VALUE) {n = 0; // corner case} else {n = Math.abs(n);}return new File(dir, prefix + Long.toString(n) + suffix); }

然后，當(dāng)調(diào)用nextLong時(shí)，SecureRandom最終調(diào)用其方法nextBytes（） ，該方法定義為synced ：

synchronized public void nextBytes(byte[] bytes) {secureRandomSpi.engineNextBytes(bytes); }

有人會(huì)說(shuō)，如果我在每個(gè)線程中創(chuàng)建新的SecureRandom，我將不會(huì)遇到任何問(wèn)題。 不幸的是，這并不是那么簡(jiǎn)單。 SecureRandom使用java.security.SecureRandomSpi的實(shí)現(xiàn)，無(wú)論如何最終都會(huì)爭(zhēng)奪它（您可能會(huì)在Jenkins問(wèn)題跟蹤器中看到以下帶有一些基準(zhǔn)的bug討論）

這與某些應(yīng)用程序使用模式結(jié)合在一起（尤其是如果您有許多SSL連接依靠SecureRandom來(lái)實(shí)現(xiàn)其加密握手魔術(shù)），則有形成長(zhǎng)期持久爭(zhēng)用問(wèn)題的趨勢(shì)。

如果您可以控制源代碼，則解決此問(wèn)題的方法很簡(jiǎn)單–只需重建解決方案即可依靠java.util.ThreadLocalRandom進(jìn)行多線程設(shè)計(jì)。 如果您堅(jiān)持使用標(biāo)準(zhǔn)API，則解決方案可能會(huì)更加復(fù)雜，并且需要大量重構(gòu)。

故事的道德啟示？ 并發(fā)很難。 尤其是在您的系統(tǒng)構(gòu)建模塊未考慮到這一點(diǎn)的情況下。 無(wú)論如何，我確實(shí)希望這篇文章至少?gòu)膬蓚€(gè)新庫(kù)的誕生中拯救世界，在新庫(kù)中，隨機(jī)數(shù)生成器將成為競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/03/shooting-yourself-in-the-foot-with-random-number-generators.html

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總結(jié)

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