SecureRandom在java各种组件中使用广泛，可以可靠的产生随机数。但在大量产生随机数的场景下，性能会较低。这时可以使用"-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom"加快随机数产生过程。

以产生uuid的时候使用nextBytes产生随机数为入口，我们看一下SecureRandom的代码逻辑。

 

  1.    public static UUID randomUUID() {
  2.         SecureRandom ng =Holder.numberGenerator;
  3.  
  4.         byte[] randomBytes = newbyte[16];
  5.         ng.nextBytes(randomBytes);
  6.         randomBytes[6] &= 0x0f;  /* clear version       */
  7.         randomBytes[6]  |=0x40;  /* set to version 4     */
  8.         randomBytes[8] &= 0x3f;  /* clear variant       */
  9.         randomBytes[8]  |=0x80;  /* set to IETF variant  */
  10.         return newUUID(randomBytes);
  11.     }


 使用了SecureRandom.next*的方法。

 

在使用SecureRandom产生下一个随机数的时候调用nextLong或者nextBytes，最终会调用SecureRandom的nextBytes。

  1.     public long nextLong() { 
  2.         // it's okay that the bottom wordremains signed. 
  3.         return ((long)(next(32)) << 32)+ next(32); 
  4.     } 
  5.  
  6.     final protected int next(int numBits) { 
  7.         int numBytes = (numBits+7)/8; 
  8.         byte b[] = new byte[numBytes]; 
  9.         int next = 0; 
  10.  
  11.         nextBytes(b);
  12.         for (int i = 0; i < numBytes; i++) 
  13.             next = (next << 8)+ (b[i] & 0xFF); 
  14.         return next >>> (numBytes*8 -numBits); 
  15.     }


而nextBytes是一个同步的方法，在多线程使用时，可能会产生性能瓶颈。

  1. synchronized public void nextBytes(byte[] bytes) { 
  2.        secureRandomSpi.engineNextBytes(bytes); 
  3.     }


secureRandomSpi被初始化为sun.security.provider.SecureRandom

secureRandomSpi是SecureRandom.NativePRNG的一个实例。


使用jvm参数-Djava.security.debug=all ，可以打印securityprovider列表，从中可以看出，SecureRandom.NativePRNG由sun.security.provider.NativePRNG提供服务。

Provider: Set SUN provider property[SecureRandom.NativePRNG/sun.security.provider.NativePRNG]


分析openjdk的源码，NativePRNG.engineNextBytes调用了NativePRNG.RandomIO.ensureBufferValid，而ensureBufferValid直接从urandom读取数据：

  1. private void ensureBufferValid() throws IOException {
  2.             ...
  3.             readFully(urandomIn, urandomBuffer);
  4.             ...
  5.         }

通过测试可以发现，hotspot需要使用配置项"-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom"才能从urandom读取数据，这里openjdk做了优化，直接从urandom读取数据。

 

/dev/random在产生大量随机数的时候比/dev/urandom慢，所以，建议在大量使用随机数的时候，将随机数发生器指定为/dev/./urandom。


注意：jvm参数值为/dev/./urandom而不是/dev/urandom，这里是jdk的一个bug引起。

bug产生的原因请注意下面第四行源码，如果java.security.egd参数指定的是file:/dev/random或者file:/dev/urandom，则调用了无参的NativeSeedGenerator构造函数，而无参的构造函数将默认使用file:/dev/random 。openjdk的代码和hotspot的代码已经不同，openjdk在后续产生随机数的时候没有使用这个变量。

  1. abstract class SeedGenerator {
  2. ......
  3.     static {
  4.         String egdSource = SunEntries.getSeedSource();
  5.         if (egdSource.equals(URL_DEV_RANDOM) || egdSource.equals(URL_DEV_URANDOM)) {
  6.             try {
  7.                 instance = new NativeSeedGenerator();
  8.                 if (debug != null) {
  9.                     debug.println("Using operating system seed generator");
  10.                 }
  11.             } catch (IOException e) {
  12.                 if (debug != null) {
  13.                     debug.println("Failed to use operating system seed "
  14.                                   + "generator: " + e.toString());
  15.                 }
  16.             }
  17.         } else if (egdSource.length() != 0) {
  18.             try {
  19.                 instance = new URLSeedGenerator(egdSource);
  20.                 if (debug != null) {
  21.                     debug.println("Using URL seed generator reading from "
  22.                                   + egdSource);
  23.                 }
  24.             } catch (IOException e) {
  25.                 if (debug != null)
  26.                     debug.println("Failed to create seed generator with "
  27.                                   + egdSource + ": " + e.toString());
  28.             }
  29.         }
  30. ......
  31.     }