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synced 2025-07-18 00:22:41 +08:00
随机数生成优化
This commit is contained in:
79
rand/rand.go
79
rand/rand.go
@ -3,11 +3,8 @@ package rand
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import (
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"crypto/rand"
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||||
"io"
|
||||
"sync"
|
||||
"time"
|
||||
|
||||
"math/big"
|
||||
mrnd "math/rand"
|
||||
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||||
"github.com/charlienet/go-mixed/bytesconv"
|
||||
)
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@ -23,36 +20,33 @@ const (
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_ = allChars + "/+"
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)
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var (
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randSource mrnd.Source = mrnd.NewSource(time.Now().UnixNano())
|
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randLock sync.Mutex
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)
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func init() {
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mrnd.Seed(time.Now().UnixNano())
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}
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var rng = NewRandGenerator()
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type charScope struct {
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||||
bytes []byte
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||||
length int
|
||||
max int
|
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bits int
|
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mask int
|
||||
lenFunc func(int) int
|
||||
bytes []byte
|
||||
length int
|
||||
max int
|
||||
bits int
|
||||
mask int
|
||||
}
|
||||
|
||||
var (
|
||||
Uppercase = StringScope(uppercase) // 大写字母
|
||||
Lowercase = StringScope(lowercase) // 小写字母
|
||||
Digit = StringScope(digit) // 数字
|
||||
Nomix = StringScope(nomix) // 不混淆字符
|
||||
Letter = StringScope(letter) // 字母
|
||||
Hex = StringScope(hex) // 十六进制字符
|
||||
AllChars = StringScope(allChars) // 所有字符
|
||||
)
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func StringScope(str string) *charScope {
|
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return strScope(str, nil)
|
||||
}
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||||
func strScope(str string, f func(int) int) *charScope {
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||||
len := len(str)
|
||||
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||||
scope := &charScope{
|
||||
bytes: bytesconv.StringToBytes(str),
|
||||
length: len,
|
||||
lenFunc: f,
|
||||
bits: 1,
|
||||
bytes: bytesconv.StringToBytes(str),
|
||||
length: len,
|
||||
bits: 1,
|
||||
}
|
||||
|
||||
for scope.mask < len {
|
||||
@ -65,27 +59,14 @@ func strScope(str string, f func(int) int) *charScope {
|
||||
return scope
|
||||
}
|
||||
|
||||
var (
|
||||
Uppercase = StringScope(uppercase) // 大写字母
|
||||
Lowercase = StringScope(lowercase) // 小写字母
|
||||
Digit = StringScope(digit) // 数字
|
||||
Nomix = StringScope(nomix) // 不混淆字符
|
||||
Letter = StringScope(letter) // 字母
|
||||
Hex = strScope(hex, func(n int) int { return n * 2 }) // 十六进制字符
|
||||
AllChars = StringScope(allChars) // 所有字符
|
||||
)
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||||
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||||
// 生成指定长度的随机字符串
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||||
func (scope *charScope) Generate(length int) string {
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||||
n := length
|
||||
if scope.lenFunc != nil {
|
||||
n = scope.lenFunc(n)
|
||||
}
|
||||
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||||
ret := make([]byte, n)
|
||||
for i, cache, remain := n-1, randInt63(), scope.max; i >= 0; {
|
||||
|
||||
for i, cache, remain := n-1, rng.Int63(), scope.max; i >= 0; {
|
||||
if remain == 0 {
|
||||
cache, remain = randInt63(), scope.max
|
||||
cache, remain = rng.Int63(), scope.max
|
||||
}
|
||||
|
||||
if idx := int(cache & int64(scope.mask)); idx < scope.length {
|
||||
@ -106,7 +87,7 @@ type scopeConstraint interface {
|
||||
|
||||
// 生成区间 n >= 0, n < max
|
||||
func Intn[T scopeConstraint](max T) T {
|
||||
n := mrnd.Int63n(int64(max))
|
||||
n := rng.Int63n(int64(max))
|
||||
return T(n) % max
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -133,17 +114,3 @@ func RandBytes(len int) ([]byte, error) {
|
||||
_, err := io.ReadFull(rand.Reader, r)
|
||||
return r, err
|
||||
}
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||||
|
||||
func randInt63() int64 {
|
||||
var v int64
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||||
randLock.Lock()
|
||||
v = randSource.Int63()
|
||||
randLock.Unlock()
|
||||
|
||||
return v
|
||||
}
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||||
func randNumber2(max int) int {
|
||||
return mrnd.Intn(max)
|
||||
}
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||||
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102
rand/rand_generator.go
Normal file
102
rand/rand_generator.go
Normal file
@ -0,0 +1,102 @@
|
||||
package rand
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||||
|
||||
import (
|
||||
mrnd "math/rand"
|
||||
"runtime"
|
||||
"sync/atomic"
|
||||
"time"
|
||||
)
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||||
var (
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||||
seed = time.Now().UnixNano() // 随机数种子
|
||||
souce = mrnd.NewSource(time.Now().UnixNano()) // 用于初始化的随机数生成器
|
||||
)
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||||
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type randGenerator struct {
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source mrnd.Source
|
||||
r uint32
|
||||
}
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||||
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||||
func NewRandGenerator() *randGenerator {
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||||
return &randGenerator{
|
||||
source: mrnd.NewSource(getSeed()),
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
func getSeed() int64 {
|
||||
seed ^= souce.Int63()
|
||||
return seed
|
||||
}
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||||
|
||||
// Int63n returns, as an int64, a non-negative pseudo-random number in the half-open interval [0,n).
|
||||
// It panics if n <= 0.
|
||||
func (r *randGenerator) Int63n(n int64) int64 {
|
||||
if n <= 0 {
|
||||
panic("invalid argument to Int63n")
|
||||
}
|
||||
if n&(n-1) == 0 { // n is power of two, can mask
|
||||
return r.Int63() & (n - 1)
|
||||
}
|
||||
max := int64((1 << 63) - 1 - (1<<63)%uint64(n))
|
||||
v := r.Int63()
|
||||
for v > max {
|
||||
v = r.Int63()
|
||||
}
|
||||
|
||||
return v % n
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (r *randGenerator) Int31() int32 {
|
||||
return int32(r.Int63() >> 32)
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (r *randGenerator) Int31n(n int32) int32 {
|
||||
if n <= 0 {
|
||||
panic("invalid argument to Int31n")
|
||||
}
|
||||
|
||||
if n&(n-1) == 0 { // n is power of two, can mask
|
||||
return r.Int31() & (n - 1)
|
||||
}
|
||||
max := int32((1 << 31) - 1 - (1<<31)%uint32(n))
|
||||
v := r.Int31()
|
||||
for v > max {
|
||||
v = r.Int31()
|
||||
}
|
||||
return v % n
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (r *randGenerator) Int() int {
|
||||
u := uint(r.Int63())
|
||||
return int(u << 1 >> 1) // clear sign bit if int == int32
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Intn returns, as an int, a non-negative pseudo-random number in the half-open interval [0,n).
|
||||
// It panics if n <= 0.
|
||||
func (r *randGenerator) Intn(n int) int {
|
||||
if n <= 0 {
|
||||
panic("invalid argument to Intn")
|
||||
}
|
||||
if n <= 1<<31-1 {
|
||||
return int(r.Int31n(int32(n)))
|
||||
}
|
||||
return int(r.Int63n(int64(n)))
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (r *randGenerator) Int63() int64 {
|
||||
r.lock()
|
||||
i := r.source.Int63()
|
||||
r.unlock()
|
||||
|
||||
return i
|
||||
}
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||||
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||||
func (g *randGenerator) lock() {
|
||||
for !atomic.CompareAndSwapUint32(&g.r, 0, 1) {
|
||||
runtime.Gosched()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (g *randGenerator) unlock() {
|
||||
atomic.StoreUint32(&g.r, 0)
|
||||
}
|
@ -56,6 +56,27 @@ func TestRange(t *testing.T) {
|
||||
}
|
||||
}
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||||
|
||||
func TestGenerator(t *testing.T) {
|
||||
g := rand.NewRandGenerator()
|
||||
|
||||
for i := 0; i < 100; i++ {
|
||||
t.Log(g.Int63())
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func TestMutiGenerator(t *testing.T) {
|
||||
set := make(map[int64]struct{}, 1000)
|
||||
|
||||
for i := 0; i < 1000; i++ {
|
||||
r := rand.NewRandGenerator().Int63()
|
||||
if _, ok := set[r]; ok {
|
||||
t.Fatal("生成的随机数重复")
|
||||
}
|
||||
|
||||
set[r] = struct{}{}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func BenchmarkParallel(b *testing.B) {
|
||||
rand.Hex.Generate(16)
|
||||
|
||||
@ -72,15 +93,46 @@ func BenchmarkNoop(b *testing.B) {
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func BenchmarkRandString(b *testing.B) {
|
||||
func BenchmarkHexString(b *testing.B) {
|
||||
for i := 0; i < b.N; i++ {
|
||||
rand.RandBytes(16)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for i := 0; i < 10; i++ {
|
||||
rand.Hex.Generate(10)
|
||||
func BenchmarkHexParallel(b *testing.B) {
|
||||
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
|
||||
for pb.Next() {
|
||||
rand.RandBytes(16)
|
||||
}
|
||||
})
|
||||
}
|
||||
|
||||
func BenchmarkGenerator(b *testing.B) {
|
||||
r := rand.NewRandGenerator()
|
||||
for i := 0; i < b.N; i++ {
|
||||
r.Int63()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func BenchmarkParallelGenerator(b *testing.B) {
|
||||
r := rand.NewRandGenerator()
|
||||
for i:=0; i<10; i++{
|
||||
go r.Int63()
|
||||
}
|
||||
|
||||
b.ResetTimer()
|
||||
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
|
||||
for pb.Next() {
|
||||
r.Int63()
|
||||
}
|
||||
})
|
||||
}
|
||||
|
||||
func BenchmarkRandString(b *testing.B) {
|
||||
b.Log(rand.Hex.Generate(16))
|
||||
b.ResetTimer()
|
||||
for i := 0; i < b.N; i++ {
|
||||
rand.Hex.Generate(20)
|
||||
rand.Hex.Generate(16)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
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