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2024-07-11 00:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录一、生成随机数和字符串的意义二、7种实现方法1. 使用系统的 $RANDOM 变量2. 使用date +%s%N3. 使用 /dev/random 和 /dev/urandom 随机文件4. 使用 linux uuid5. 使用 openssl rand6. 自定义数组生成随机数7. 生成随机字符串三、应用实例1.随机生成端口2.随机生成10位长度密码四、总结

一、生成随机数和字符串的意义二、7种实现方法 1. 使用系统的 $RANDOM 变量

（CentOS、Ubuntu、MacOS 都支持）

$RANDOM 的范围是 [0, 32767]，只有5位数随机

echo $RANDOM # 随机产生五位数字

随机生成10个5位数字：

for i in {1..10}; do echo -e " 第$i次: $RANDOM \t " done

运行结果：（随机生成的有可能没有5位数，不太推荐此方法）在这里插入图片描述

2. 使用date +%s%N

（CentOS、Ubuntu支持，MacOS不支持纳秒 +%N）原理：通过 Linux / Unix 的时间戳来获取随机数

date +%s # 从1970-01-01 00:00:00（计算机元年）到当前时间，用秒来表示，10位数 date +%S # 当前时间，多少秒，2位数 date +%N # 获取纳秒值，9位数，（MacOS不支持）

如果用时间戳 date +%s 做随机数，相同一秒的数据是一样的。在做循环处理多线程时，基本不能满足要求

如果用纳秒值 date +%N 做随机数，精度达到了亿分之一，相当精确了，在多cpu高并发的循环里，同一秒里也很难出现相同结果，不过也会有重复碰撞的可能性

如果用时间戳+纳秒值 date +%N%s 做组合随机数（10+9=19位数），则比较完美了，重复的概率大大降低，但注意： MacOS 系统不支持纳秒值，不算通用

3. 使用 /dev/random 和 /dev/urandom 随机文件

(CentOS、Ubuntu、MacOS 都支持，推荐） /dev/random 是阻塞的随机数发生器，读取有时需要等待。存储着系统当前运行环境的实时数据，如 CPU、内存、电压、物理信号等

/dev/urandom 是非阻塞随机数发生器，读取操作不会产生阻塞。

说明：

/dev/random 和 /dev/urandom 存储的都是乱码，实际上它们是通过二进制数据保存实时数据的

打开 /dev/random 和 /dev/urandom 文件，推荐用 head，不推荐 cat 命令，因为文件非常大且是乱码，只需要获取前几行文件内容就变了

用到了 cksum 命令，其读取文件内容，生成唯一的整型数据，只有文件内容没变，生成结果就不会变化，与php crc函数类似，一般校验文件是否篡改

其生成随机数的原理是：截取文件的一部分内容，做内容的计算，取第一个数值

# head -20 /dev/urandom | cksum 1288049255 6789 # head -20 /dev/urandom | cksum | cut -c 1-10 1288049255

4. 使用 linux uuid

UUID（Universally Unique Identifier，通用唯一识别码），格式包含32个16进制数字，以’-'连接号分为5段

cat /proc/sys/kernel/random/uuid ed0a5372-ae09-4159-aa24-2dd2da432cce

UUID 数量：理论上的总数为216 x 8=2128，约等于3.4 x 1038。也就是说若每奈秒产生1兆个UUID，要花100亿年才会将所有UUID用完。

UUID 目的：是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此一来，每个人都可以创建不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下，就不需考虑数据库创建时的名称重复问题。它会让网络任何一台计算机所生成的uuid码，都是互联网整个服务器网络中唯一的。它的原信息会加入硬件，时间，机器当前运行信息等等。

UUID 格式：包含32个16进位数字，以“-”连接号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符。范例；550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000 ,所以：

与 uuid类似的还有一个guid(全局唯一标识符)码，它由微软支持，它们由操作系统内核产生。

5. 使用 openssl rand

openssl rand 用于产生指定长度个bytes的随机字符

]openssl rand --help Usage: rand [options] num where options are -out file - write to file -engine e - use engine e, possibly a hardware device. -rand file:file:... - seed PRNG from files -base64 - base64 encode output -hex - hex encode output

其中，参数 -base64 或 -hex 对随机字符串进行base64编码或用hex格式显示

结合 cksum 产生整数、md5sum 产生字符串，可以产生随机的整数或字符串（仅含小写字母和数字）例如：

# openssl rand -base64 8 # 第一次执行 Vt4MNFIfzCU= # openssl rand -base64 8 # 第二次执行, 随机数不同 uwnovaLKhek= # openssl rand -base64 8 | cksum # 生成随机整数 3663376449 13 # openssl rand -base64 8 | md5sum # 生成随机字符串 1f36cf340e0a90ccb0d504925c3d7ada - # openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8 # 截取数字 15997092 # openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8 # 截取字符串 f1a972ce # openssl rand -hex 8 # 第一次执行 c5bc62152bddadfb # openssl rand -hex 8 # 第二次执行, 随机数不同 156642181b22306a # openssl rand -hex 8 | cksum # 生成随机整数 3663376449 13 # openssl rand -hex 8 | md5sum # 生成随机字符串 1f36cf340e0a90ccb0d504925c3d7ada - # openssl rand -hex 8 | cksum | cut -c1-8 # 截取数字 15997092 # openssl rand -hex 8 | md5sum | cut -c1-8 # 截取字符串 f1a972ce

6. 自定义数组生成随机数

自定义一个数组，用于生成一段特定长度（整数最长为18位）的有数字和字母组成的字符串，字符串中元素取自自定义的池子。

array=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9) # 自定义一个数字数组 num=${#array[*]} # 获取数组的长度（元素个数） randnum=${array[$((RANDOM%num))]} # 利用Linux系统默认的 $RANDOM 随机数，随机从数组选择一个元素，构成新的长度数组

7. 生成随机字符串

述所有可以生成随机整数的方法，都可以生成随机字符串，原理是对随机整数进行 md5sum 计算示例：生成10位随机字符串

随机生成端口号范围为 1025 ~ 65536 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)，并支持排除任意添加的端口号应用的随机数是方法3. 使用 /dev/random 和 /dev/urandom 随机文件

#!/bin/bash ## 应用一: 随机生成端口号 1025 ~ 65536 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS) function mimvp_app_port() { min=$1 max=$2 mid=$(($max-$min+1)) num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ') randnum=$(($num%$mid+$min)) # 排除的端口号 1080, 4500, 8080, 58866, 可以任意添加 port_exclude='1080,4500,8080,58866' flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l` while [ "$flag" -eq "1" ] do num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ') randnum=$(($num%$mid+$min)) flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l` done echo $randnum } function print_app_port() { for i in {1..10}; do randnum=$(mimvp_app_port 1025 65535) echo -e "$i \t $randnum" done } print_app_port

运行结果：

# sh mimvp_shell_rand.sh 1 29483 2 61738 3 31935 4 3242 5 19865 6 56677 7 5944 8 28579 9 12510 10 31844 2.随机生成10位长度密码

随机生成长度为10的密码字符串 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS) 实例代码：

#!/bin/bash ## 应用二: 随机生成长度为10的密码字符串 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)

运行结果：

四、总结

random、urandom、uuid、openssl rand、自定义数组（用到了 $RANDOM）产生随机码的伪数据来源，都与 /dev/random 设备有关系，只是它们各自呈现不同。

date 日期生成的随机数，与Linux 系统的随机设备 /dev/random 的关系不大，但系统时间也会影响 /dev/random 设备，两者并非绝对无关系。

所有可以生成随机整数的方法，都可以生成随机字符串，原理是对随机整数进行 md5sum 计算

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