linux shell實(shí)現(xiàn)隨機(jī)數(shù)幾種方法分享(date,random,uuid)

在日常生活中，隨機(jī)數(shù)實(shí)際上經(jīng)常遇到，想丟骰子，抓鬮，還有抽簽。呵呵，非常簡(jiǎn)單就可以實(shí)現(xiàn)。那么在做程序設(shè)計(jì)，真的要通過自己程序設(shè)計(jì)出隨機(jī)數(shù)那還真的不簡(jiǎn)單了?，F(xiàn)在很多都是操作系統(tǒng)內(nèi)核會(huì)提供相應(yīng)的api，這些原始參數(shù)是獲取一些計(jì)算機(jī)運(yùn)行原始信息，如內(nèi)存，電壓，物理信號(hào)等等，它的值在一個(gè)時(shí)間段可以保證是唯一的了。好了，廢話我就不說了。呵呵。

shell腳本程序我們有那些獲得隨機(jī)數(shù)方法呢？

一、通過時(shí)間獲得隨機(jī)數(shù)（date)

這個(gè)也是我們經(jīng)常用到的，可以說時(shí)間是唯一的，也不會(huì)重復(fù)的，從這個(gè)里面獲得同一時(shí)間的唯一值。適應(yīng)所有程序里面了。

例子：

[chengmo@centos5  shell]$ date +%s
1287764773
#獲得時(shí)間戳，當(dāng)前到：1970-01-01 00:00:00 相隔的秒數(shù)
#如果用它做隨機(jī)數(shù)，相同一秒的數(shù)據(jù)是一樣的。在做循環(huán)處理，多線程里面基本不能滿足要求了。
 
[chengmo@centos5  shell]$ date +%N
738710457
#獲得當(dāng)前時(shí)間的納秒數(shù)據(jù)，精確到億分之一秒。
#這個(gè)相當(dāng)精確了，就算在多cpu，大量循環(huán)里面，同一秒里面，也很難出現(xiàn)相同結(jié)果，不過不同時(shí)間里面還會(huì)有大量重復(fù)碰撞
 
[chengmo@centos5  shell]$ date +%s%N
1287764807051101270
#這個(gè)可以說比較完美了，加入了時(shí)間戳，又加上了納秒

通過上面說明，用它來做隨機(jī)數(shù)的基數(shù)了，接下來我們看怎么樣獲得一段數(shù)據(jù)內(nèi)怎么樣獲得隨機(jī)數(shù)。

#!/bin/sh
 
#寫個(gè)隨機(jī)函數(shù)，調(diào)用方法random min max 
#在min 與 max直接獲得隨機(jī)整數(shù)
#copyright chengmo QQ:8292669
 
 
#獲得隨機(jī)數(shù)返回值，shell函數(shù)里算出隨機(jī)數(shù)后，更新該值
function random()
{
    min=$1;
    max=$2-$1;
    num=$(date +%s+%N);
    ((retnum=num%max+min));
    #進(jìn)行求余數(shù)運(yùn)算即可
    echo $retnum;
    #這里通過echo 打印出來值，然后獲得函數(shù)的，stdout就可以獲得值
    #還有一種返回，定義全價(jià)變量，然后函數(shù)改下內(nèi)容，外面讀取
}
 
#得到1-10的seq數(shù)據(jù)項(xiàng)
for i in {1..10};
do 
    out=$(random 2 10000);
    echo $i,"2-10000",$out;
done;

看看運(yùn)行結(jié)果：

[chengmo@centos5 shell]$ sh testrandom.sh
1,2-10000,5600
2,2-10000,5295
3,2-10000,3432
4,2-10000,3148
5,2-10000,9041
6,2-10000,4290
7,2-10000,2380
8,2-10000,9009
9,2-10000,5474
10,2-10000,3664

一個(gè)循環(huán)里面，得到值各不相同。

這個(gè)是我們常用方法，適應(yīng)各種語言，是一個(gè)通用算法，就算服務(wù)器不提供，某時(shí)刻相同唯一數(shù)據(jù)標(biāo)記，我們也可以通過這種方法，做自己的偽隨機(jī)數(shù)。下面還有更簡(jiǎn)單方法呢，不要我們自己做了。

2、通過內(nèi)部系統(tǒng)變量($RANDOM)

其實(shí)，linux已經(jīng)提供有個(gè)系統(tǒng)環(huán)境變量了，直接就是隨機(jī)數(shù)，哈哈，覺得剛學(xué)習(xí)方法，是不是白費(fèi)了??！

[chengmo@centos5  shell]$ echo $RANDOM
10918
[chengmo@centos5  shell]$ echo $RANDOM
10001
 
#連續(xù)2次訪問，結(jié)果不一樣，這個(gè)數(shù)據(jù)是一個(gè)小于或等于5位的整數(shù)

可能有疑問了，如果超過5位的隨機(jī)數(shù)怎么得到呢？

呵呵，加個(gè)固定10位整數(shù)，然后進(jìn)行求余，跟例1 一樣了。接下來的例子又是我們自立更生做了。

3、通過系統(tǒng)內(nèi)部唯一數(shù)據(jù)生成隨機(jī)數(shù)（/dev/random,urandom)

我們知道dev目錄下面，是linux一些默認(rèn)設(shè)備，它給我們感覺就是放的是鍵盤，硬盤，光驅(qū)等設(shè)備的對(duì)應(yīng)文件了。 其實(shí)linux有些設(shè)備很特殊，有特殊用途。前面我們說到的：/dev/[udp|tcp]/host/port比較特殊吧。呵呵，有扯遠(yuǎn)了。

/dev/random設(shè)備，存儲(chǔ)著系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它可以看作是系統(tǒng)某個(gè)時(shí)候，唯一值數(shù)據(jù)，因此可以用作隨機(jī)數(shù)元數(shù)據(jù)。我們可以通過文件讀取方式，讀得里面數(shù)據(jù)。/dev/urandom這個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)與random里面一樣。只是，它是非阻塞的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，讀取操作不會(huì)產(chǎn)生阻塞。

實(shí)例：

[chengmo@centos5  shell]$ head -1 /dev/urandom
ãņù…•KTþçanVÕã¹Û¡õ¾“ô2íùU“ žF¦_ ÿ”†mEðûUráÏ=J¯TŸA•ÌAÚRtÓ
 
#讀一行，怎么是亂碼呢？其實(shí)它是通過二進(jìn)制數(shù)據(jù)保存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的，那么我們?cè)趺礃影阉兂烧蛿?shù)據(jù)呢？
 
 
[chengmo@centos5 ~/shell]$ head -200 /dev/urandom | cksum
1615228479 50333
#由于urandom的數(shù)據(jù)是非常多，不能直接通過cat讀取，這里取前200行，其實(shí)整個(gè)數(shù)據(jù)都是變化的，取多少也一樣是唯一的。
#cksum 將讀取文件內(nèi)容，生成唯一的表示整型數(shù)據(jù)，只有文件內(nèi)容不變，生成結(jié)果就不會(huì)變化,與php crc函數(shù)
 
[chengmo@centos5  shell]$ head -200 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d" "
484750180
#cut 以” “分割，然后得到分割的第一個(gè)字段數(shù)據(jù)

得到整型數(shù)據(jù)，然后，類似一的方法就可以獲得到隨機(jī)數(shù)了。 題外話：在程序里面，我們經(jīng)常md5得到唯一值，然后是字符串的，如果想表示成整型方式，可以通過crc函數(shù).crc是循環(huán)冗余校驗(yàn)，相同數(shù)據(jù)通過運(yùn)算，都會(huì)得到一串整型數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在這種驗(yàn)證應(yīng)用很廣。詳細(xì)要了解，可以參考：crc.

下面還有個(gè)方法，直接從設(shè)備讀取生成好的uuid碼。

4、讀取linux 的uuid碼

在提到這個(gè)之前，有個(gè)概念，就是什么是uuid呢？

UUID碼全稱是通用唯一識(shí)別碼 (Universally Unique Identifier, UUID),它 是一個(gè)軟件建構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，亦為自由軟件基金會(huì) (Open Software Foundation, OSF) 的組織在分布式計(jì)算環(huán)境 (Distributed Computing Environment, DCE) 領(lǐng)域的一部份。

UUID 的目的，是讓分布式系統(tǒng)中的所有元素，都能有唯一的辨識(shí)信息，而不需要通過中央控制端來做辨識(shí)信息的指定。如此一來，每個(gè)人都可以創(chuàng)建不與其它人沖突的 UUID。在這樣的情況下，就不需考慮數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建時(shí)的名稱重復(fù)問題。它會(huì)讓網(wǎng)絡(luò)任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)所生成的uuid碼，都是互聯(lián)網(wǎng)整個(gè)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中唯一的。它的原信息會(huì)加入硬件，時(shí)間，機(jī)器當(dāng)前運(yùn)行信息等等。

UUID格式是：包含32個(gè)16進(jìn)位數(shù)字，以“-”連接號(hào)分為五段，形式為8-4-4-4-12的32個(gè)字符。范例；550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000 ,所以：UUID理論上的總數(shù)為216 x 8=2128，約等于3.4 x 1038。 也就是說若每奈秒產(chǎn)生1兆個(gè)UUID，要花100億年才會(huì)將所有UUID用完。

其實(shí)，大家做數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)候，肯定聽說過，guid(全局唯一標(biāo)識(shí)符)碼，它其實(shí)是與uuid類似，由微軟支持。 這里編碼，基本有操作系統(tǒng)內(nèi)核產(chǎn)生。大家記得把，在windows里面，無論數(shù)據(jù)庫，還是其它軟件，很容易得到這個(gè)uuid編碼。

linux 的uuid碼

linux的uuid碼也是有內(nèi)核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid這個(gè)文件內(nèi)。其實(shí)，random目錄，里面還有很多其它文件，都與生成uuid有關(guān)系的。

[chengmo@centos5 ~/shell]$ cat /proc/sys/kernel/random/uuid
dff68213-b700-4947-87b1-d9e640334196
[chengmo@centos5 ~/shell]$ cat /proc/sys/kernel/random/uuid
7b57209a-d285-4fd0-88b4-9d3162d2e1bc
#連續(xù)2次讀取，得到的uuid是不同的
 
[chengmo@centos5 ~/shell]$ cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" "
2141807556
#同上方法得到隨機(jī)整數(shù)

這是linux下面，幾種常見活動(dòng)隨機(jī)數(shù)整數(shù)方法，除了第一個(gè)是不同外，其實(shí)后3個(gè)，產(chǎn)生隨機(jī)碼的偽數(shù)據(jù)來源，都與/dev/random設(shè)備有關(guān)系。只是它們各自呈現(xiàn)不同而已。如果你還有更多其它方法，請(qǐng)給我消息，與大家分享了。