JAVA生成八位不重復(fù)隨機數(shù)最快的方法總結(jié)(省時間省空間)
更新時間：2024年03月07日 08:44:27 作者：玉滿堂_YTM
隨機數(shù)在實際中使用很廣泛,比如要隨即生成一個固定長度的字符串、數(shù)字,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于JAVA生成八位不重復(fù)隨機數(shù)最快的方法,文中介紹的方法省時間省空間,需要的朋友可以參考下
原代碼
private String getCode(){
// 生成一個隨機的8位編碼
String code = StringUtils.getRandom(8);
// 獲取緩存中的編碼集合
Set<String> codeSets = redisCache.getCacheSet(Constants.ACT_CODE_KEY);
// 如果生成的編碼在緩存集合中已經(jīng)存在，則遞歸調(diào)用getCode方法重新生成編碼
if(codeSets.contains(code)){
return getCode();
}
// 如果生成的編碼在緩存集合中不存在，則直接返回該編碼
return code;
}缺點：
1.遞歸調(diào)用可能導(dǎo)致性能問題：在生成編碼的過程中，如果隨機生成的編碼已經(jīng)存在于緩存集合中，那么會通過遞歸調(diào)用getCode()方法重新生成編碼，直到找到一個不存在于緩存集合中的編碼為止。這種遞歸調(diào)用可能會導(dǎo)致性能問題，特別是當緩存集合中的編碼數(shù)量較大時，遞歸的次數(shù)可能非常多，影響系統(tǒng)的響應(yīng)時間和資源消耗。
2.缺乏生成編碼沖突的處理機制：雖然通過遞歸調(diào)用確保了生成的編碼不會與緩存集合中已有的編碼重復(fù)，但并沒有處理編碼沖突的其他情況。如果編碼沖突的概率較高，那么遞歸調(diào)用新代碼的次數(shù)可能會很多，影響系統(tǒng)性能。
新代碼：
import java.util.UUID;
private String getCode(){
String code = UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8);
return code;
}UUID是根據(jù)時間戳和計算機MAC地址等數(shù)據(jù)生成的全局唯一標識符，非常適合作為唯一編碼使用。
使用UUID.randomUUID()來獲取一個UUID對象，然后調(diào)用toString()方法將其轉(zhuǎn)換為String類型。接著，我們通過substring(0, 8)方法截取UUID字符串的前8位作為編碼。
UUID內(nèi)容：
package com.muyuan.common.utils.uuid;
//記得更改包名
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import com.muyuan.common.exception.UtilException;
/**
* 提供通用唯一識別碼（universally unique identifier）（UUID）實現(xiàn)
*
*
*/
public final class UUID implements java.io.Serializable, Comparable<UUID>
{
private static final long serialVersionUID = -1185015143654744140L;
/**
* SecureRandom 的單例
*
*/
private static class Holder
{
static final SecureRandom numberGenerator = getSecureRandom();
}
/** 此UUID的最高64有效位 */
private final long mostSigBits;
/** 此UUID的最低64有效位 */
private final long leastSigBits;
/**
* 私有構(gòu)造
*
* @param data 數(shù)據(jù)
*/
private UUID(byte[] data)
{
long msb = 0;
long lsb = 0;
assert data.length == 16 : "data must be 16 bytes in length";
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
msb = (msb << 8) | (data[i] & 0xff);
}
for (int i = 8; i < 16; i++)
{
lsb = (lsb << 8) | (data[i] & 0xff);
}
this.mostSigBits = msb;
this.leastSigBits = lsb;
}
/**
* 使用指定的數(shù)據(jù)構(gòu)造新的 UUID。
*
* @param mostSigBits 用于 {@code UUID} 的最高有效 64 位
* @param leastSigBits 用于 {@code UUID} 的最低有效 64 位
*/
public UUID(long mostSigBits, long leastSigBits)
{
this.mostSigBits = mostSigBits;
this.leastSigBits = leastSigBits;
}
/**
* 獲取類型 4（偽隨機生成的）UUID 的靜態(tài)工廠。 使用加密的本地線程偽隨機數(shù)生成器生成該 UUID。
*
* @return 隨機生成的 {@code UUID}
*/
public static UUID fastUUID()
{
return randomUUID(false);
}
/**
* 獲取類型 4（偽隨機生成的）UUID 的靜態(tài)工廠。 使用加密的強偽隨機數(shù)生成器生成該 UUID。
*
* @return 隨機生成的 {@code UUID}
*/
public static UUID randomUUID()
{
return randomUUID(true);
}
/**
* 獲取類型 4（偽隨機生成的）UUID 的靜態(tài)工廠。 使用加密的強偽隨機數(shù)生成器生成該 UUID。
*
* @param isSecure 是否使用{@link SecureRandom}如果是可以獲得更安全的隨機碼，否則可以得到更好的性能
* @return 隨機生成的 {@code UUID}
*/
public static UUID randomUUID(boolean isSecure)
{
final Random ng = isSecure ? Holder.numberGenerator : getRandom();
byte[] randomBytes = new byte[16];
ng.nextBytes(randomBytes);
randomBytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
randomBytes[6] |= 0x40; /* set to version 4 */
randomBytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
randomBytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(randomBytes);
}
/**
* 根據(jù)指定的字節(jié)數(shù)組獲取類型 3（基于名稱的）UUID 的靜態(tài)工廠。
*
* @param name 用于構(gòu)造 UUID 的字節(jié)數(shù)組。
*
* @return 根據(jù)指定數(shù)組生成的 {@code UUID}
*/
public static UUID nameUUIDFromBytes(byte[] name)
{
MessageDigest md;
try
{
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
}
catch (NoSuchAlgorithmException nsae)
{
throw new InternalError("MD5 not supported");
}
byte[] md5Bytes = md.digest(name);
md5Bytes[6] &= 0x0f; /* clear version */
md5Bytes[6] |= 0x30; /* set to version 3 */
md5Bytes[8] &= 0x3f; /* clear variant */
md5Bytes[8] |= 0x80; /* set to IETF variant */
return new UUID(md5Bytes);
}
/**
* 根據(jù) {@link #toString()} 方法中描述的字符串標準表示形式創(chuàng)建{@code UUID}。
*
* @param name 指定 {@code UUID} 字符串
* @return 具有指定值的 {@code UUID}
* @throws IllegalArgumentException 如果 name 與 {@link #toString} 中描述的字符串表示形式不符拋出此異常
*
*/
public static UUID fromString(String name)
{
String[] components = name.split("-");
if (components.length != 5)
{
throw new IllegalArgumentException("Invalid UUID string: " + name);
}
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
components[i] = "0x" + components[i];
}
long mostSigBits = Long.decode(components[0]).longValue();
mostSigBits <<= 16;
mostSigBits |= Long.decode(components[1]).longValue();
mostSigBits <<= 16;
mostSigBits |= Long.decode(components[2]).longValue();
long leastSigBits = Long.decode(components[3]).longValue();
leastSigBits <<= 48;
leastSigBits |= Long.decode(components[4]).longValue();
return new UUID(mostSigBits, leastSigBits);
}
/**
* 返回此 UUID 的 128 位值中的最低有效 64 位。
*
* @return 此 UUID 的 128 位值中的最低有效 64 位。
*/
public long getLeastSignificantBits()
{
return leastSigBits;
}
/**
* 返回此 UUID 的 128 位值中的最高有效 64 位。
*
* @return 此 UUID 的 128 位值中最高有效 64 位。
*/
public long getMostSignificantBits()
{
return mostSigBits;
}
/**
* 與此 {@code UUID} 相關(guān)聯(lián)的版本號. 版本號描述此 {@code UUID} 是如何生成的。
* <p>
* 版本號具有以下含意:
* <ul>
* <li>1 基于時間的 UUID
* <li>2 DCE 安全 UUID
* <li>3 基于名稱的 UUID
* <li>4 隨機生成的 UUID
* </ul>
*
* @return 此 {@code UUID} 的版本號
*/
public int version()
{
// Version is bits masked by 0x000000000000F000 in MS long
return (int) ((mostSigBits >> 12) & 0x0f);
}
/**
* 與此 {@code UUID} 相關(guān)聯(lián)的變體號。變體號描述 {@code UUID} 的布局。
* <p>
* 變體號具有以下含意：
* <ul>
* <li>0 為 NCS 向后兼容保留
* <li>2 <a rel="external nofollow" >IETF RFC 4122</a>(Leach-Salz), 用于此類
* <li>6 保留，微軟向后兼容
* <li>7 保留供以后定義使用
* </ul>
*
* @return 此 {@code UUID} 相關(guān)聯(lián)的變體號
*/
public int variant()
{
// This field is composed of a varying number of bits.
// 0 - - Reserved for NCS backward compatibility
// 1 0 - The IETF aka Leach-Salz variant (used by this class)
// 1 1 0 Reserved, Microsoft backward compatibility
// 1 1 1 Reserved for future definition.
return (int) ((leastSigBits >>> (64 - (leastSigBits >>> 62))) & (leastSigBits >> 63));
}
/**
* 與此 UUID 相關(guān)聯(lián)的時間戳值。
*
* <p>
* 60 位的時間戳值根據(jù)此 {@code UUID} 的 time_low、time_mid 和 time_hi 字段構(gòu)造。<br>
* 所得到的時間戳以 100 毫微秒為單位，從 UTC（通用協(xié)調(diào)時間） 1582 年 10 月 15 日零時開始。
*
* <p>
* 時間戳值僅在在基于時間的 UUID（其 version 類型為 1）中才有意義。<br>
* 如果此 {@code UUID} 不是基于時間的 UUID，則此方法拋出 UnsupportedOperationException。
*
* @throws UnsupportedOperationException 如果此 {@code UUID} 不是 version 為 1 的 UUID。
*/
public long timestamp() throws UnsupportedOperationException
{
checkTimeBase();
return (mostSigBits & 0x0FFFL) << 48//
| ((mostSigBits >> 16) & 0x0FFFFL) << 32//
| mostSigBits >>> 32;
}
/**
* 與此 UUID 相關(guān)聯(lián)的時鐘序列值。
*
* <p>
* 14 位的時鐘序列值根據(jù)此 UUID 的 clock_seq 字段構(gòu)造。clock_seq 字段用于保證在基于時間的 UUID 中的時間唯一性。
* <p>
* {@code clockSequence} 值僅在基于時間的 UUID（其 version 類型為 1）中才有意義。 如果此 UUID 不是基于時間的 UUID，則此方法拋出
* UnsupportedOperationException。
*
* @return 此 {@code UUID} 的時鐘序列
*
* @throws UnsupportedOperationException 如果此 UUID 的 version 不為 1
*/
public int clockSequence() throws UnsupportedOperationException
{
checkTimeBase();
return (int) ((leastSigBits & 0x3FFF000000000000L) >>> 48);
}
/**
* 與此 UUID 相關(guān)的節(jié)點值。
*
* <p>
* 48 位的節(jié)點值根據(jù)此 UUID 的 node 字段構(gòu)造。此字段旨在用于保存機器的 IEEE 802 地址，該地址用于生成此 UUID 以保證空間唯一性。
* <p>
* 節(jié)點值僅在基于時間的 UUID（其 version 類型為 1）中才有意義。<br>
* 如果此 UUID 不是基于時間的 UUID，則此方法拋出 UnsupportedOperationException。
*
* @return 此 {@code UUID} 的節(jié)點值
*
* @throws UnsupportedOperationException 如果此 UUID 的 version 不為 1
*/
public long node() throws UnsupportedOperationException
{
checkTimeBase();
return leastSigBits & 0x0000FFFFFFFFFFFFL;
}
/**
* 返回此{@code UUID} 的字符串表現(xiàn)形式。
*
* <p>
* UUID 的字符串表示形式由此 BNF 描述：
*
* <pre>
* {@code
* UUID = <time_low>-<time_mid>-<time_high_and_version>-<variant_and_sequence>-<node>
* time_low = 4*<hexOctet>
* time_mid = 2*<hexOctet>
* time_high_and_version = 2*<hexOctet>
* variant_and_sequence = 2*<hexOctet>
* node = 6*<hexOctet>
* hexOctet = <hexDigit><hexDigit>
* hexDigit = [0-9a-fA-F]
* }
* </pre>
*
* </blockquote>
*
* @return 此{@code UUID} 的字符串表現(xiàn)形式
* @see #toString(boolean)
*/
@Override
public String toString()
{
return toString(false);
}
/**
* 返回此{@code UUID} 的字符串表現(xiàn)形式。
*
* <p>
* UUID 的字符串表示形式由此 BNF 描述：
*
* <pre>
* {@code
* UUID = <time_low>-<time_mid>-<time_high_and_version>-<variant_and_sequence>-<node>
* time_low = 4*<hexOctet>
* time_mid = 2*<hexOctet>
* time_high_and_version = 2*<hexOctet>
* variant_and_sequence = 2*<hexOctet>
* node = 6*<hexOctet>
* hexOctet = <hexDigit><hexDigit>
* hexDigit = [0-9a-fA-F]
* }
* </pre>
*
* </blockquote>
*
* @param isSimple 是否簡單模式，簡單模式為不帶'-'的UUID字符串
* @return 此{@code UUID} 的字符串表現(xiàn)形式
*/
public String toString(boolean isSimple)
{
final StringBuilder builder = new StringBuilder(isSimple ? 32 : 36);
// time_low
builder.append(digits(mostSigBits >> 32, 8));
if (false == isSimple)
{
builder.append('-');
}
// time_mid
builder.append(digits(mostSigBits >> 16, 4));
if (false == isSimple)
{
builder.append('-');
}
// time_high_and_version
builder.append(digits(mostSigBits, 4));
if (false == isSimple)
{
builder.append('-');
}
// variant_and_sequence
builder.append(digits(leastSigBits >> 48, 4));
if (false == isSimple)
{
builder.append('-');
}
// node
builder.append(digits(leastSigBits, 12));
return builder.toString();
}
/**
* 返回此 UUID 的哈希碼。
*
* @return UUID 的哈希碼值。
*/
@Override
public int hashCode()
{
long hilo = mostSigBits ^ leastSigBits;
return ((int) (hilo >> 32)) ^ (int) hilo;
}
/**
* 將此對象與指定對象比較。
* <p>
* 當且僅當參數(shù)不為 {@code null}、而是一個 UUID 對象、具有與此 UUID 相同的 varriant、包含相同的值（每一位均相同）時，結(jié)果才為 {@code true}。
*
* @param obj 要與之比較的對象
*
* @return 如果對象相同，則返回 {@code true}；否則返回 {@code false}
*/
@Override
public boolean equals(Object obj)
{
if ((null == obj) || (obj.getClass() != UUID.class))
{
return false;
}
UUID id = (UUID) obj;
return (mostSigBits == id.mostSigBits && leastSigBits == id.leastSigBits);
}
// Comparison Operations
/**
* 將此 UUID 與指定的 UUID 比較。
*
* <p>
* 如果兩個 UUID 不同，且第一個 UUID 的最高有效字段大于第二個 UUID 的對應(yīng)字段，則第一個 UUID 大于第二個 UUID。
*
* @param val 與此 UUID 比較的 UUID
*
* @return 在此 UUID 小于、等于或大于 val 時，分別返回 -1、0 或 1。
*
*/
@Override
public int compareTo(UUID val)
{
// The ordering is intentionally set up so that the UUIDs
// can simply be numerically compared as two numbers
return (this.mostSigBits < val.mostSigBits ? -1 : //
(this.mostSigBits > val.mostSigBits ? 1 : //
(this.leastSigBits < val.leastSigBits ? -1 : //
(this.leastSigBits > val.leastSigBits ? 1 : //
0))));
}
// -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// Private method start
/**
* 返回指定數(shù)字對應(yīng)的hex值
*
* @param val 值
* @param digits 位
* @return 值
*/
private static String digits(long val, int digits)
{
long hi = 1L << (digits * 4);
return Long.toHexString(hi | (val & (hi - 1))).substring(1);
}
/**
* 檢查是否為time-based版本UUID
*/
private void checkTimeBase()
{
if (version() != 1)
{
throw new UnsupportedOperationException("Not a time-based UUID");
}
}
/**
* 獲取{@link SecureRandom}，類提供加密的強隨機數(shù)生成器 (RNG)
*
* @return {@link SecureRandom}
*/
public static SecureRandom getSecureRandom()
{
try
{
return SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
}
catch (NoSuchAlgorithmException e)
{
throw new UtilException(e);
}
}
/**
* 獲取隨機數(shù)生成器對象<br>
* ThreadLocalRandom是JDK 7之后提供并發(fā)產(chǎn)生隨機數(shù)，能夠解決多個線程發(fā)生的競爭爭奪。
*
* @return {@link ThreadLocalRandom}
*/
public static ThreadLocalRandom getRandom()
{
return ThreadLocalRandom.current();
}
}
更新（新方法）
private String getCode(){
String code = RandomStringUtils.randomAlphanumeric(8);
return code;
}RandomStringUtils是 Apache Commons Lang 庫中的一個工具類，用于生成隨機字符串。randomAlphanumeric(8)是RandomStringUtils類的靜態(tài)方法，它接受一個整數(shù)參數(shù)，指定生成字符串的長度。這里傳入?yún)?shù) 8，表示生成一個長度為8的隨機字符串。
RandomStringUtils.randomAlphanumeric() 方法是典型的時間換空間的實現(xiàn)。
這個方法會生成一個指定長度的隨機字符串，由數(shù)字和字母組成。它的具體實現(xiàn)會利用 Java 內(nèi)置的隨機數(shù)生成器 java.util.Random 生成隨機數(shù)，然后通過循環(huán)逐個字符添加到生成的字符串中。因此，這個方法會消耗一定的時間和計算資源來生成隨機字符串。
相比較于其他實現(xiàn)方式，例如預(yù)先生成所有可能的隨機字符串并保存在內(nèi)存中，RandomStringUtils.randomAlphanumeric() 方法可以避免占用大量內(nèi)存空間。因此，我們可以將其視為一種時間換空間的實現(xiàn)方式，是在保證隨機性的同時，盡可能地減少內(nèi)存資源的占用。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于JAVA生成八位不重復(fù)隨機數(shù)最快方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JAVA生成八位不重復(fù)隨機數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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