ThreadLocalRandom 如何减少争用？答案

【问题标题】：How does ThreadLocalRandom results in less Contention?ThreadLocalRandom 如何减少争用？
【发布时间】：2013-10-21 17:56:39
【问题描述】：

正在浏览 Java 7 的新特性，发现添加了这个新类：

对于并发访问，使用 ThreadLocalRandom 代替 Math.random() 导致更少的争用，最终更好性能。

正在研究如何实现，从而减少争用并提高性能。

【问题讨论】：

Math.random() 是 synchronized。源代码在您的 JDK 安装中可用。
完全是猜测，但我敢打赌Math.random() 必须同步以确保两个线程不会获得相同的随机数。 ThreadLocalRandom，顾名思义，不必同步。
@SotiriosDelimanolis - Math.random() 不是synchronized 而是randomNumberGenerator 初始化方法initRNG 是synchronized

标签： java

【解决方案1】：

实际上，两者的区别在于同步。 Math#random() 可能被多个线程同时调用，因此必须进行同步，而 ThreadLocalRandom 是 Random 的非同步版本，它是线程绑定的，这意味着每个线程都有自己的（更快的）分配。

如果您仔细查看实现，您会发现Math#random() 使用java.util.Random 的单个实例来生成随机数，其中ThreadLocalRandom 为每个线程分配一个实例，从而消除了这种意义上的争用。

ThreadLocalRandom 实现并发，而Math#random() 实现同步。

【讨论】：

感谢您的回答，只是想知道一件事，现在如果我们每个线程都有 RandomNumberGenerator，它将对伪随机数生成产生什么影响？？
@SachinThapa 据我了解，这两种方法都提供了同等程度的随机性。

【解决方案2】：

来自 java 文档：

ThreadLocalRandom 是一个与当前线程隔离的随机数生成器。与java.lang.Math 类使用的全局java.util.Random 生成器一样，ThreadLocalRandom 使用内部生成的seed 进行初始化，否则可能无法修改。如果适用，在并发程序中使用ThreadLocalRandom 而不是共享Random 对象通常会遇到更少的开销和争用。

ThreadLocalRandom 使用ThreadLocal 实现并发：

    private static final ThreadLocal<ThreadLocalRandom> localRandom =
             new ThreadLocal<ThreadLocalRandom>() {
                 protected ThreadLocalRandom initialValue() {
                     return new ThreadLocalRandom();               
             }
   };

另一方面，Math.random() 使用限制并行性的synchronize。来自文档：

此方法已正确同步，以允许超过一个线程。

代码如下：

public static double random() {
    if (randomNumberGenerator == null) initRNG();
    return randomNumberGenerator.nextDouble();
}

这里是synchronized initRNG():

private static synchronized void initRNG() {
         if (randomNumberGenerator == null)
             randomNumberGenerator = new Random();
     }

【讨论】：

initRNG() 在 JVM 的整个生命周期中只会被调用一次。你要找的东西有点难以解释:)
这也是第一次增加成本。
感谢您的回复，那么就“数字有多随机？”而言，每个线程都有一个 RandomNumberGenerator 会有什么不同？