Java:
Sinh số ngẫu nhiên

Làm thế nào:

Trong Java, việc tạo số ngẫu nhiên có thể được thực hiện bằng cách sử dụng lớp Random từ gói java.util, hoặc các lớp ThreadLocalRandom và SecureRandom cho các trường hợp sử dụng cụ thể. Các ví dụ dưới đây minh họa cách sử dụng các lớp này.

Sử dụng lớp Random

Lớp Random cung cấp một cách để tạo ra những số ngẫu nhiên giả mạo đơn giản.

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(); // Tạo một đối tượng Random

        int randInt = rand.nextInt(50); // Tạo một số nguyên ngẫu nhiên từ 0 đến 49
        double randDouble = rand.nextDouble(); // Tạo một số double ngẫu nhiên giữa 0.0 và 1.0
        boolean randBoolean = rand.nextBoolean(); // Tạo một boolean ngẫu nhiên
        
        System.out.println("Số nguyên ngẫu nhiên: " + randInt);
        System.out.println("Số double ngẫu nhiên: " + randDouble);
        System.out.println("Boolean ngẫu nhiên: " + randBoolean);
    }
}

Sử dụng lớp ThreadLocalRandom

Đối với các ứng dụng đồng thời, ThreadLocalRandom hiệu quả hơn Random.

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class ThreadLocalRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        int randInt = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101); // Từ 1 đến 100
        double randDouble = ThreadLocalRandom.current().nextDouble(1.0, 10.0); // Từ 1.0 đến 10.0
        
        System.out.println("Số nguyên ngẫu nhiên: " + randInt);
        System.out.println("Số double ngẫu nhiên: " + randDouble);
    }
}

Sử dụng lớp SecureRandom

Đối với các hoạt động mật mã, SecureRandom cung cấp một mức độ an ninh cao hơn.

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); // Đổ đầy bytes bằng số ngẫu nhiên an toàn
        
        System.out.println("Các byte ngẫu nhiên an toàn:");
        for (byte b : bytes) {
            System.out.printf("%02x ", b);
        }
    }
}

Sâu hơn

Việc tạo số ngẫu nhiên đã phát triển đáng kể kể từ những ngày đầu của công nghệ thông tin. Lớp Random của Java sử dụng công thức tuyến tính đồng nhất để tạo ra các số ngẫu nhiên giả mạo, chúng có tính chất xác định và không phù hợp cho các ứng dụng có tính bảo mật cao. Điều này đã dẫn đến việc giới thiệu SecureRandom, sử dụng các thuật toán phức tạp hơn (ví dụ: SHA1PRNG) để sản xuất số ngẫu nhiên mạnh mẽ về mặt mật mã.

Tuy nhiên, Random và SecureRandom có nhược điểm của chúng, chẳng hạn như suy giảm hiệu suất trong môi trường đa luồng. Lớp ThreadLocalRandom được giới thiệu trong Java 7 để giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp các bộ sinh số ngẫu nhiên cục bộ cho mỗi luồng, cải thiện đáng kể hiệu suất trong các ứng dụng đồng thời.

Mặc dù các lớp này đáp ứng hầu hết nhu cầu, nhưng đối với các yêu cầu chuyên biệt hoặc quy mô cực lớn, các nhà phát triển có thể khám phá thêm các thư viện bổ sung hoặc phát triển các giải pháp tùy chỉnh. Điều quan trọng là phải chọn cách tiếp cận phù hợp dựa trên nhu cầu bảo mật và yêu cầu về hiệu suất của trường hợp sử dụng.