周末蜓氨，陪女朋友去電影院看了《復仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》，作為一個漫威粉三個小時看的是意猶未盡覆醇。出來之后谎懦，準備和女朋友聊一聊漫威這十年。
在《復仇者聯(lián)盟》電影中，滅霸畢生都有一個目標洛巢，那就是通過抹除一半的生命來維持宇宙的平衡。
并且城侧，滅霸還說，這個抹除過程是：隨機性的、不夾私情窥浪、絕對公平、無論貴賤倦踢。
那么，到底什么是隨機？他所謂的隨機真的如他所說是不夾私情、絕對公平以及無論貴賤的嗎同辣？
隨機性
隨機性這個詞是用來表達目的、動機颅眶、規(guī)則或一些非科學用法的可預測性的缺失燕刻。一個隨機的過程是一個不定因子不斷產生的重復過程。
提到隨機性扳躬，不得不提的就是隨機數，隨機數在計算機應用中使用的比較廣泛汁胆，最為熟知的便是在通信安全和現代密碼學等領域中的應用罪既。
隨機數分為真隨機數和偽隨機數铸题，我們程序中使用的基本都是偽隨機數。
真隨機數琢感，通過物理實驗得出丢间，比如擲錢幣、骰子猩谊、轉輪千劈、使用電子元件的噪音、核裂變等牌捷。需要滿足隨機性墙牌、不可預測性、不可重現性暗甥。
偽隨機數喜滨，通過一定算法和種子得出。軟件實現的是偽隨機數撤防。
只要這個隨機數是由確定算法生成的虽风，那就是偽隨機。只能通過不斷算法優(yōu)化寄月，使你的隨機數更接近隨機辜膝。
有限狀態(tài)機不能產生真正的隨機數的。所以漾肮，現代計算機中厂抖，無法通過一個純算法來生成真正的隨機數。無論是哪種語言克懊，單純的算法生成的數字都是偽隨機數忱辅，都是由可確定的函數通過一個種子七蜘，產生的偽隨機數。
為啥滅霸并不公平墙懂？
前面我們提到過橡卤，真隨機數要滿足隨機性、不可預測性损搬、不可重現性碧库。
我們按照這三個性質逐一分析下，看看滅霸到底是不是公平的场躯。
隨機性
隨機性谈为，指的是不存在統(tǒng)計學偏差，是完全雜亂的數列踢关。
復聯(lián)3中伞鲫，滅霸打了指響之后，復仇者聯(lián)盟中存活和死亡的名單其實并不是隨機的签舞。其中很多對CP都是殺1留1的秕脓。如鋼鐵俠——蜘蛛俠、美隊——冬兵儒搭、火箭浣熊——格魯特吠架、蟻人——黃蜂女等。
而且搂鲫，還有一點就是傍药，如果真的是隨機性的話，那么滅霸自己也是有一定的概率會被抹除的魂仍，但是拐辽，他早就知道自己不會被抹除，并且已經制定好了退休計劃擦酌。
并且俱诸，在復聯(lián)3中，奇異博士用時間寶石和滅霸換了鋼鐵俠的生命赊舶，說明滅霸其實是選擇性的進行抹除的睁搭。
可見，滅霸的指響抹除過程并不是隨機的笼平。
不可預測性
不可預測性园骆，指的是不能從過去的數列推測出下一個出現的數。
這一點了解電影的朋友應該都知道寓调，奇異博士曾經利用時間寶石穿越了時空遇伞，預測了未來，并看到了14000605種可能捶牢。
可見鸠珠，滅霸的指響抹除過程并不是不可預測的。
不可重現性
不可重現性秋麸，除非將數列本身保存下來渐排，否則不能重現相同的數列。
在復聯(lián)3中灸蟆，鋼鐵俠問奇異博士驯耻，14000605種可能中，勝利的有多少種炒考。奇異博士回答：1種可缚。
在復聯(lián)4中，最后奇異博士對鋼鐵俠比了下面這樣一個手勢斋枢。說明帘靡，他看到的那唯一一種勝利的可能要復現了。
可見瓤帚，滅霸的指響抹除過程并不是不可復現的描姚。
綜上，滅霸的指響抹除過程不符合隨機性戈次、不可預測性以及不可復現性轩勘。所以，滅霸的指響抹除過程并不是真正的隨機的怯邪。
通過現象來看绊寻，滅霸的抹除操作很可能只是通過簡單的分層抽樣實現的。簡單操作過程如下：
- 把需要特殊處理悬秉，不做抹除的人的DNA單獨從所有物種的DNA庫中識別出來澄步，并保存到緩存中。
- 根據不同的條件把DNA庫中的所有生命體劃分成若干區(qū)塊搂捧，如地球人驮俗、阿斯加德人等。把他們的DNA信息保存到不同的數據庫中允跑。在遍歷的過程中王凑，如果遇到緩存中已有的數據，則跳過聋丝。
- 再根據物種多樣性索烹，如性別、年齡段弱睦、職業(yè)等把同一個分庫中的數據分別劃分到不同的表中百姓，保證每一張分表中都包含了完整的物種多樣性。
- 遍歷所有數據庫况木，按順序的刪除每個數據庫中一半的分表垒拢。如地球人的數據庫中共有1024張表旬迹，只保留512張即可。
- 再把緩存中的數據同步到數據庫中求类。
這樣奔垦，在后面需要復活這些人的時候，只需要找到數據庫的Binlog尸疆，把數據重新寫入數據庫就行了椿猎。
真隨機數生成器
真正的隨機數是使用物理現象產生而不是計算機程序產生的。生成隨機數的設備我們稱之為真隨機數生成器寿弱。
這樣的設備通常是基于一些能生成低等級犯眠、統(tǒng)計學隨機的“噪聲”信號的微觀現象，如熱力學噪聲症革、光電效應和量子現象筐咧。
從某種程度上來說，基于經典熱噪聲的隨機數芯片讀取當前物理環(huán)境中的噪聲地沮，并據此獲得隨機數嗜浮。這類裝置相對于基于軟件算法的實現，由于環(huán)境中的變量更多摩疑，因此更難預測危融。
然而在牛頓力學的框架下，即使影響隨機數產生的變量非常多雷袋，但在每個變量的初始狀態(tài)確定后吉殃，整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)及輸出在原理上是可以預測的，因此這一類裝置也是基于確定性的過程楷怒，只是某種更難預測的偽隨機數蛋勺。
但是，量子力學的發(fā)現從根本上改變了這一局面鸠删，因為其基本物理過程具有經典物理中所不具有的內稟隨機性抱完，從而可以制造出真正的隨機數產生器。
據美國國家標準與技術研究院（NIST）官網消息刃泡，該機構研究人員在2018年4月出版的《自然》雜志上撰文指出巧娱，他們開發(fā)出一種新方法，可生成由量子力學保證的隨機數字烘贴。新技術超越了此前獲得隨機數字的所有方法禁添，得到了“真正的隨機數字”，有助增強密碼系統(tǒng)的安全性桨踪。
NIST數學家彼特·比爾霍斯特進一步解釋說：“諸如翻轉硬幣之類的情況似乎是隨機的老翘，但如果能看到硬幣確切的下落路徑，最終結果也是可以預測的。因此铺峭，很難保證給定經典來源真正不可預測墓怀。量子力學在產生隨機性方面表現更好，量子隨機是真正的隨機逛薇，因為對處于‘疊加’狀態(tài)的量子粒子進行測量捺疼，得到的結果基本上是不可預測的∮婪＃”
在復聯(lián)4中，也有很多和量子物理有關的知識卧秘，甚至最終可以扭轉乾坤也是依靠的量子領域呢袱。漫威電影的宗旨可以高度概括成以下四句話：遇事不決，量子力學翅敌。 解釋不通羞福，穿越時空。 篇幅不夠蚯涮，平行宇宙治专。 定律不足，高維人族遭顶。
Java中的隨機數生成器
Java中生成隨機數還是比較簡單的张峰，Java提供了很多種API可以供開發(fā)者使用。
通過時間獲取
在Java中棒旗，可以通過System.currentTimeMillis()來獲取當前時間毫秒數：
final long l = System.currentTimeMillis();
若要獲取指定范圍的數字喘批，只需要對數字進行取模就行了，如下方法可以獲得0-99的隨機數：
final long l = System.currentTimeMillis();
final int i = (int)( l % 100 );
Math.random()
通過Math.random()可以返回0(包含)到1(不包含)之間的double值铣揉。使用方法如下：
final double d = Math.random();
若要獲取int類型的整數饶深，只需要將上面的結果轉行成int類型即可。比如逛拱，獲取[0, 100)之間的int整數敌厘。方法如下：
final double d = Math.random();
final int i = (int)(d*100);
Random類
Java提供的偽隨機數發(fā)生器有java.util.Random類和java.util.concurrent.ThreadLocalRandom類。
Random類采用AtomicLong實現朽合，保證多線程的線程安全性俱两，但正如該類注釋上說明的，多線程并發(fā)獲取隨機數時性能較差旁舰。
多線程環(huán)境中可以使用ThreadLocalRandom作為隨機數發(fā)生器锋华，ThreadLocalRandom采用了線程局部變量來改善性能，這樣就可以使用long而不是AtomicLong箭窜，此外毯焕，ThreadLocalRandom還進行了字節(jié)填充，以避免偽共享。
如使用Random獲取[0, 100)之間的int整數纳猫，方法如下：
Random random = new Random();
int i2 = random.nextInt(100);
強隨機數發(fā)生器
強隨機數發(fā)生器依賴于操作系統(tǒng)底層提供的隨機事件婆咸。強隨機數生成器的初始化速度和生成速度都較慢，而且由于需要一定的熵累積才能生成足夠強度的隨機數芜辕，所以可能會造成阻塞尚骄。熵累積通常來源于多個隨機事件源，如敲擊鍵盤的時間間隔侵续，移動鼠標的距離與間隔倔丈，特定中斷的時間間隔等。所以状蜗，只有在需要生成加密性強的隨機數據的時候才用它需五。
Java提供的強隨機數發(fā)生器是java.security.SecureRandom類，該類也是一個線程安全類轧坎，使用synchronize方法保證線程安全宏邮，但jdk并沒有做出承諾在將來改變SecureRandom的線程安全性。因此缸血，同Random一樣蜜氨，在高并發(fā)的多線程環(huán)境中可能會有性能問題。
這個鍋捎泻，研發(fā)人員不背ｌ住！族扰！
根據我的猜想厌丑。對于無限手套這個產品，產品經理最初的需求可能只是滿足使用者的一個愿望而已渔呵，而幾顆寶石就像是七龍珠一樣怒竿，集齊之后打個指響就可以實現愿望。
開發(fā)者只是提供了一個可以滿足愿望的API接口扩氢，參數是一個Callback耕驰，具體做什么事情，完全是使用者傳進來的想法而已录豺。就像滅霸要抹除一半的生命朦肘、綠巨人想要把被抹掉的人救回來、而鋼鐵俠只是想把壞人抹掉而已双饥。
最后媒抠，Tony, Love You 3000 Times.
