干掉Random：這個(gè)類才是獲取隨機(jī)數(shù)的王者！

來源：zhenbianshu.github.io

前言

ThreadLocalRandom

UNSAFE.putLong(t = Thread.currentThread(), SEED, r = UNSAFE.getLong(t, SEED) + GAMMA);

Thread t = Thread.currentThread();long r = UNSAFE.getLong(t, SEED) + GAMMA;UNSAFE.putLong(t, SEED, r);

功能

不過再仔細(xì)看 ThreadLocalRandom 類的核心代碼，發(fā)現(xiàn)并不是簡單的 Map 操作，它的 getLong() 方法需要傳入兩個(gè)參數(shù)，而 putLong() 方法需要三個(gè)參數(shù)，查看源碼發(fā)現(xiàn)它們都是 native 方法，我們看不到具體的實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)方法簽名分別是：

public native long getLong(Object var1, long var2);public native void putLong(Object var1, long var2, long var4);

雖然看不到具體實(shí)現(xiàn)，但我們可以查得到它們的功能，下面是兩個(gè)方法的功能

介紹：

• putLong(object, offset, value) 可以將 object 對象內(nèi)存地址偏移 offset 后的位置后四個(gè)字節(jié)設(shè)置為 value。

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• getLong(object, offset) 會從 object 對象內(nèi)存地址偏移 offset 后的位置讀取四個(gè)字節(jié)作為 long 型返回。

那么這兩個(gè)方法”不安全”在哪呢？

它們的不安全并不是在這兩個(gè)方法執(zhí)行期間報(bào)錯(cuò)，而是未經(jīng)保護(hù)地改變內(nèi)存，會引起別的方法在使用這一段內(nèi)存時(shí)報(bào)錯(cuò)。

public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {        // Unsafe 設(shè)置了構(gòu)造方法私有，getUnsafe 獲取實(shí)例方法包私有，在包外只能通過反射獲取        Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");        field.setAccessible(true);        Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
        // Test 類是一個(gè)隨手寫的測試類，只有一個(gè) String 類型的測試類        Test test = new Test();        test.ttt = "12345";        unsafe.putLong(test, 12L, 2333L);        System.out.println(test.value);    }

不過 Unsafe 的其他方法可不一定像這一對方法一樣，使用他們時(shí)可能需要注意另外的安全問題，之后有遇到再說。

那么 ThreadLocalRandom 是不是安全的呢，再回過頭來看一下它的實(shí)現(xiàn)。

ThreadLocalRandom 的實(shí)現(xiàn)需要 Thread 對象的配合，在 Thread 對象內(nèi)存在著一個(gè)屬性 threadLocalRandomSeed，它保存著這個(gè)線程專屬的隨機(jī)種子，而這個(gè)屬性在 Thread 對象的 offset，是在 ThreadLocalRandom 類加載時(shí)就確定了的，具體方法是 SEED = UNSAFE.objectFieldOffset(Thread.class.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));

我們知道一個(gè)對象所占用的內(nèi)存大小在類被加載后就確定了的，所以使用 Unsafe.objectFieldOffset(class, fieldName) 可以獲取到某個(gè)屬性在類中偏移量，而在找對了偏移量，又能確定數(shù)據(jù)類型時(shí)，使用 ThreadLocalRandom 就是很安全的。

在查找這些問題的過程中，我也產(chǎn)生了兩個(gè)疑問點(diǎn)。

使用場景

內(nèi)存布局

在寫代碼時(shí)還是要多注意查看依賴庫的具體實(shí)現(xiàn)，不然可能踩到意想不到的坑，而且多看看并沒有壞處，仔細(xì)研究一下還能學(xué)到更多。

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