Java:
Geração de números aleatórios

Como fazer:

Em Java, gerar números aleatórios pode ser alcançado utilizando a classe Random do pacote java.util, ou as classes ThreadLocalRandom e SecureRandom para casos de uso específicos. Os exemplos a seguir ilustram como utilizar essas classes.

Utilizando a classe Random

A classe Random oferece uma maneira de gerar números pseudoaleatórios simples.

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(); // Cria um objeto Random

        int randInt = rand.nextInt(50); // Gera um inteiro aleatório de 0 a 49
        double randDouble = rand.nextDouble(); // Gera um double aleatório entre 0.0 e 1.0
        boolean randBoolean = rand.nextBoolean(); // Gera um boolean aleatório
        
        System.out.println("Int Aleatório: " + randInt);
        System.out.println("Double Aleatório: " + randDouble);
        System.out.println("Boolean Aleatório: " + randBoolean);
    }
}

Utilizando a classe ThreadLocalRandom

Para aplicações concorrentes, ThreadLocalRandom é mais eficiente que Random.

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class ThreadLocalRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        int randInt = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101); // De 1 a 100
        double randDouble = ThreadLocalRandom.current().nextDouble(1.0, 10.0); // De 1.0 a 10.0
        
        System.out.println("Int Aleatório: " + randInt);
        System.out.println("Double Aleatório: " + randDouble);
    }
}

Utilizando a classe SecureRandom

Para operações criptográficas, SecureRandom proporciona um nível mais alto de segurança.

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom secRand = new SecureRandom();
        
        byte[] bytes = new byte[20];
        secRand.nextBytes(bytes); // Preenche bytes com números aleatórios seguros
        
        System.out.println("Bytes Aleatórios Seguros:");
        for (byte b : bytes) {
            System.out.printf("%02x ", b);
        }
    }
}

Aprofundamento

A geração de números aleatórios evoluiu significativamente desde os primórdios da computação. A classe Random de Java utiliza uma fórmula congruencial linear para gerar números pseudoaleatórios, que são determinísticos e não adequados para aplicações de alta segurança. Isso levou à introdução de SecureRandom, que utiliza algoritmos mais sofisticados (por exemplo, SHA1PRNG) para produzir números aleatórios criptograficamente fortes.

Contudo, Random e SecureRandom têm suas limitações, como a degradação de desempenho em ambientes multithread. A classe ThreadLocalRandom foi introduzida no Java 7 para resolver esta questão, fornecendo geradores de números aleatórios locais a threads, melhorando significativamente o desempenho em aplicações concorrentes.

Embora estas classes atendam a maioria das necessidades, para requisitos extremamente elevados ou especializados, os desenvolvedores podem explorar bibliotecas adicionais ou desenvolver soluções personalizadas. É essencial escolher a abordagem correta com base nas necessidades de segurança e nos requisitos de desempenho do caso de uso.