并发使用java.util.Random时的争用

Oracle Java文档说：

java.util.Random的实例是线程安全的。 但是，跨线程并发使用相同的java.util.Random实例可能会遇到争用，从而导致性能不佳。 请考虑在multithreading设计中使用ThreadLocalRandom。

可能是表现不佳的原因是什么？

Answer 1

在内部，java.util.Random使用当前种子保留AtomicLong，并且每当请求新的随机数时，在更新种子时存在争用。

从java.util.Random的实现：

protected int next(int bits) { long oldseed, nextseed; AtomicLong seed = this.seed; do { oldseed = seed.get(); nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask; } while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed)); return (int)(nextseed >>> (48 - bits)); } 

另一方面，ThreadLocalRandom确保通过每个线程拥有一个种子来更新种子而不会遇到任何争用。

Answer 2

random类围绕内部状态保持同步锁，这样只有一个线程可以同时访问它 – 具体来说，它使用AtomicLong 。 这意味着如果您尝试使用多个线程从中读取，则只有一个线程可以一次访问它，导致其他线程等待直到锁定被释放。

可以使用ThreadLocalRandom来提供透明的每线程实例化，以确保在每个线程的基础上更新内部状态，从而避免锁定。

请注意，如果正确实现，除非您运行大量线程，否则AtomicLong更新操作不应该执行得非常糟糕，因为它基本上可以在JVM中优化到像x86上的lock xchg 。 锁定之外的主要计算成本可能是长乘法和旋转位移的组合。