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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
随机生成 10 个 5 位数字：
运行结果：（随机生成的有可能没有 5 位数，不太推荐此方法）
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
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
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
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
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Plain Text · 8 lines|
| ]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：
plain text_snippet
Plain Text · 26 lines|
| # 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 |
| 12345678910111213141516171819202122232425 |
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。
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Plain Text · 5 lines|
| 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
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Plain Text · 5 lines|
| # 使用date 生成随机字符串 |
| date +%s%N |md5sum | cut -c 1-10 |
| # 使用/dev/urandom 生成随机字符串 |
| cat /dev/urandom | head -n 10 | md5sum | cut -c 1-10 |
三、应用实例
1.随机生成端口
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
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Plain Text · 32 lines|
| #!/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 |
| 123456789 |
运行结果：
plain text_snippet
Plain Text · 12 lines|
| # 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 |
| 123456789 |
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：
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
✦ 卷终 · 柯航存卷 ✦