概况：

　　本文概述2种jdk的随机数实现方式，旨在了解其运行机理。并得出运行效率比较。但这2种随机数生成还是会存在一定安全风险（伪随机数有可能会被猜出随机序列），后还给出另一种相对更安全的随机数产生方式。附录还给出jdk的nextInt(n)函数的代码分析。

　　一、2种产生方式：

　　一般通过jdk获取0~N（N为自然数）的随机数可以通过下面2种方式获取

　　1、Math.random() ——返回[0，1)的随机小数，通过(int) （n * Math.random()）即可获取[0，n)的随机数

　　2、java.util.Random的nextInt(n)方法 ——返回[0，n)的随机小数

　　在jdk1.6实现中，Math.random()实现如下：


    public static double random() {
        if (randomNumberGenerator == null) initRNG();   // randomNumberGenerator是Math中持有的Random类单例
        return randomNumberGenerator.nextDouble();
    }


　　randomNumberGenerator 原来Math.random()还是基于Random类实现了随机数生成。

　　下面再看下Random类的nextDouble()和nextInt(n)分别怎么实现：


    public double nextDouble() {
        return (((long)(next(26)) << 27) + next(27))
     / (double)(1L << 53);
    }

 

    public int nextInt(int n) {
        if (n <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("n must be positive");

        if ((n & -n) == n)  // i.e.， n is a power of 2
            return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);

        int bits， val;
        do {
            bits = next(31);
            val = bits % n;
        } while (bits - val + (n-1) < 0);   // 这里为什么要这么判断，请见附录a
        return val;
    }
 


　　从2段程序中可以看到，终实现随机数的生成还是依赖于next(n)。

　　（注：next(n)的功能是产生n位bits，每个bit位随机为0或1，当n<32时，next(n)产生的随机数范围为0~2^31-1，当n=32时，产生随机数范围为-2的31次方~2^31-1。源码中的next函数终返回return (int)(nextseed >>> (48 - bits)) 是因为随机种子是48位，所以终返回的是随机种子的高n位bit）

　　而nextDouble()中铁定调用了2次next(n)，而nextInt(n)则不确定，但平均调用next(n)的次数在2次以下（见附录b证明）。所以nextInt(n)比nextDouble()获取随机数的效率要高。

　　另外，通过(int) （n * Math.random()）获取的整数随机数其实是通过double随机数近似而来，准确性相对nextInt(n)来说应该会低些。

　　二、下面是运行速度比较：