java中ThreadLocalRandom的使用

java中ThreadLocalRandom的使用

在java中我們通常會需要使用到java.util.Random來便利的生產隨機數。但是Random是線程安全的，如果要在線程環境中的話就有可能產生性能瓶頸。

我們以Random中常用的nextInt方法為例來具體看一下：

    public int nextInt() {
        return next(32);
    }

nextInt方法實際上調用了下面的方法：

    protected int next(int bits) {
        long oldseed, nextseed;
        AtomicLong seed = this.seed;
        do {
            oldseed = seed.get();
            nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask;
        } while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed));
        return (int)(nextseed >>> (48 - bits));
    }

從代碼中我們可以看到，方法內部使用了AtomicLong，並調用了它的compareAndSet方法來保證線程安全性。所以這個是一個線程安全的方法。

其實在多個線程環境中，Random根本就需要共享實例，那么該怎么處理呢？

在JDK 7 中引入了一個ThreadLocalRandom的類。ThreadLocal大家都知道就是線程的本地變量，而ThreadLocalRandom就是線程本地的Random。

我們看下怎么調用：

ThreadLocalRandom.current().nextInt();

我們來為這兩個類分別寫一個benchMark測試：

public class RandomUsage {

    public void testRandom() throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService=Executors.newFixedThreadPool(2);
        Random random = new Random();
        List<Callable<Integer>> callables = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            callables.add(() -> {
                return random.nextInt();
            });
            }
        executorService.invokeAll(callables);
    }

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        Options opt = new OptionsBuilder()
                .include(RandomUsage.class.getSimpleName())
                // 預熱5輪
                .warmupIterations(5)
                // 度量10輪
                .measurementIterations(10)
                .forks(1)
                .build();

        new Runner(opt).run();
    }
}

public class ThreadLocalRandomUsage {

    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)
    public void testThreadLocalRandom() throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService=Executors.newFixedThreadPool(2);
        List<Callable<Integer>> callables = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            callables.add(() -> {
                return ThreadLocalRandom.current().nextInt();
            });
            }
        executorService.invokeAll(callables);
    }

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        Options opt = new OptionsBuilder()
                .include(ThreadLocalRandomUsage.class.getSimpleName())
                // 預熱5輪
                .warmupIterations(5)
                // 度量10輪
                .measurementIterations(10)
                .forks(1)
                .build();

        new Runner(opt).run();
    }
}

分析運行結果，我們可以看出ThreadLocalRandom在多線程環境中會比Random要快。

本文的例子可以參考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/ThreadLocalRandom

更新文章請參考flydean的博客