C#为什么Random类不做静态？
C 的 `Random` 类之所以没有被设计成静态的，背后其实是出于对“真随机性”和“可控性”的考量，虽然这听起来有点矛盾。我们一层一层剥开来看。
首先，我们需要理解 `Random` 类到底是怎么工作的。它并不是一个真正意义上的“随机”数生成器，而是伪随机数生成器（PseudoRandom Number Generator, PRNG）。这意味着它生成的一系列数字看起来是随机的，但实际上是根据一个种子（seed）通过一套确定的数学算法计算出来的。只要种子相同，生成的随机数序列就永远是相同的。
为什么不直接做成静态？
如果 `Random` 类是静态的，那么所有的代码都会共享同一个 `Random` 实例。乍一看，似乎很方便，毕竟很多时候我们只需要一个随机数，不需要关心它从哪里来。但问题就出在这里：多线程环境下的并发访问。
想象一下，如果 `Random` 是静态的，并且在多线程环境下被多个线程同时调用 `Next()` 方法。`Random` 类的内部会维护一个状态（比如下一个要生成的数字以及一些内部变量），当多个线程同时修改这个内部状态时，就会发生竞态条件（Race Condition）。
具体来说，一个线程可能正在读取 `Random` 实例的状态来计算下一个数字，但就在它计算完成并准备更新状态之前，另一个线程也读取了同样的状态，然后计算出自己的数字并更新了状态。这样一来，第一个线程基于旧状态计算出的结果就会被覆盖，导致生成的随机数序列出现混乱，甚至可能出现重复或不符合预期的随机性。
虽然微软也考虑到了这一点，并且在 `Random` 类内部使用了锁（lock）来保证线程安全，但静态的 `Random` 实例会成为一个全局的瓶颈。这意味着，即使多个线程只是想独立生成随机数，它们也必须排队等待同一个锁的释放，这会严重影响程序的性能，特别是在高并发场景下。
那么，为什么不提供一个线程安全的静态实例？
虽然技术上可以提供一个线程安全的静态 `Random` 实例，但这样做有几个潜在的弊端：
1. 性能瓶颈（如上所述）： 即使是内部有锁，也无法完全消除并发访问带来的开销。
2. 可测试性差： 如果有一个全局的、静态的 `Random` 实例，你就很难为代码编写单元测试。单元测试通常需要可预测和可重复的结果。如果每次运行测试，静态 `Random` 实例都会生成不同的“随机”数，那么你编写的测试就无法保证稳定性和可靠性。你无法“控制”静态 `Random` 实例生成的序列，也就无法针对特定的随机数序列进行断言。
3. 种子控制的困难： 如果 `Random` 是静态的，并且在程序开始时只初始化一次，那么你就很难在特定的时候改变种子来重现相同的随机数序列。这对于调试或者需要重复特定模拟场景的情况非常不利。
为什么要设计成非静态，提供无参构造函数？
正因为上述原因，`Random` 类被设计成非静态的，并且提供了一个无参构造函数。这意味着：
1. 线程隔离： 每个线程可以创建自己的 `Random` 实例。这样，每个实例的内部状态是独立的，不会受到其他线程的影响，自然也就避免了线程安全问题，也消除了性能瓶颈。
2. 可控性： 你可以根据需要创建多个 `Random` 实例，并为它们指定不同的种子。例如，如果你想在测试中模拟特定的随机行为，就可以创建一个 `Random` 实例，并用一个固定的种子初始化它，然后用这个实例来生成你需要的“随机”数。
3. 更好的封装性： 每个 `Random` 实例都封装了自己的生成状态。这使得代码更模块化，更容易管理。
那么，如何处理普遍的随机数需求？
对于那些只需要偶尔生成随机数，并且不关心具体种子或线程安全问题的场景，你可以简单地在需要的时候创建一个 `Random` 实例：
```csharp
// 在需要的时候创建一个实例
Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next();
```
然而，频繁地创建 `Random` 实例（尤其是在一个循环里）是有性能开销的。更常见的做法是，在类的字段中持有一个 `Random` 实例，并在类的构造函数中进行初始化：
```csharp
public class MyClass
{
private readonly Random _random = new Random(); // 使用 readonly 确保只初始化一次
public void DoSomethingWithRandom()
{
int randomNumber = _random.Next(1, 100); // 生成 1 到 99 之间的随机数
// ...
}
}
```
对于全局范围的、线程安全的随机数需求，C 提供了 `System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator` 类，它使用更强大的加密安全随机数生成器，并且是线程安全的，但其性能比 `System.Random` 要低一些，适合对随机性要求更高、更安全的场景。
总结一下：
`Random` 类不被设计成静态，主要是为了避免在多线程环境下成为性能瓶颈，并提高代码的可测试性和可控性。允许用户创建独立的 `Random` 实例，实现了线程隔离和灵活的种子控制，这对于开发健壮、高性能且易于测试的应用程序至关重要。虽然它需要用户自己来管理 `Random` 实例的生命周期（比如在字段中持有），但这提供了更大的灵活性，而不是强制执行一种可能不适合所有场景的全局模式。
首先，我们需要理解 `Random` 类到底是怎么工作的。它并不是一个真正意义上的“随机”数生成器，而是伪随机数生成器（PseudoRandom Number Generator, PRNG）。这意味着它生成的一系列数字看起来是随机的，但实际上是根据一个种子（seed）通过一套确定的数学算法计算出来的。只要种子相同，生成的随机数序列就永远是相同的。
为什么不直接做成静态？
如果 `Random` 类是静态的，那么所有的代码都会共享同一个 `Random` 实例。乍一看，似乎很方便，毕竟很多时候我们只需要一个随机数，不需要关心它从哪里来。但问题就出在这里：多线程环境下的并发访问。
想象一下，如果 `Random` 是静态的，并且在多线程环境下被多个线程同时调用 `Next()` 方法。`Random` 类的内部会维护一个状态（比如下一个要生成的数字以及一些内部变量），当多个线程同时修改这个内部状态时，就会发生竞态条件（Race Condition）。
具体来说，一个线程可能正在读取 `Random` 实例的状态来计算下一个数字，但就在它计算完成并准备更新状态之前，另一个线程也读取了同样的状态，然后计算出自己的数字并更新了状态。这样一来，第一个线程基于旧状态计算出的结果就会被覆盖，导致生成的随机数序列出现混乱，甚至可能出现重复或不符合预期的随机性。
虽然微软也考虑到了这一点，并且在 `Random` 类内部使用了锁（lock）来保证线程安全，但静态的 `Random` 实例会成为一个全局的瓶颈。这意味着，即使多个线程只是想独立生成随机数，它们也必须排队等待同一个锁的释放，这会严重影响程序的性能，特别是在高并发场景下。
那么，为什么不提供一个线程安全的静态实例？
虽然技术上可以提供一个线程安全的静态 `Random` 实例，但这样做有几个潜在的弊端：
1. 性能瓶颈（如上所述）： 即使是内部有锁，也无法完全消除并发访问带来的开销。
2. 可测试性差： 如果有一个全局的、静态的 `Random` 实例，你就很难为代码编写单元测试。单元测试通常需要可预测和可重复的结果。如果每次运行测试，静态 `Random` 实例都会生成不同的“随机”数，那么你编写的测试就无法保证稳定性和可靠性。你无法“控制”静态 `Random` 实例生成的序列，也就无法针对特定的随机数序列进行断言。
3. 种子控制的困难： 如果 `Random` 是静态的，并且在程序开始时只初始化一次，那么你就很难在特定的时候改变种子来重现相同的随机数序列。这对于调试或者需要重复特定模拟场景的情况非常不利。
为什么要设计成非静态，提供无参构造函数？
正因为上述原因，`Random` 类被设计成非静态的，并且提供了一个无参构造函数。这意味着：
1. 线程隔离： 每个线程可以创建自己的 `Random` 实例。这样，每个实例的内部状态是独立的，不会受到其他线程的影响，自然也就避免了线程安全问题，也消除了性能瓶颈。
2. 可控性： 你可以根据需要创建多个 `Random` 实例，并为它们指定不同的种子。例如，如果你想在测试中模拟特定的随机行为，就可以创建一个 `Random` 实例，并用一个固定的种子初始化它，然后用这个实例来生成你需要的“随机”数。
3. 更好的封装性： 每个 `Random` 实例都封装了自己的生成状态。这使得代码更模块化，更容易管理。
那么，如何处理普遍的随机数需求？
对于那些只需要偶尔生成随机数，并且不关心具体种子或线程安全问题的场景，你可以简单地在需要的时候创建一个 `Random` 实例：
```csharp
// 在需要的时候创建一个实例
Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next();
```
然而，频繁地创建 `Random` 实例（尤其是在一个循环里）是有性能开销的。更常见的做法是，在类的字段中持有一个 `Random` 实例，并在类的构造函数中进行初始化：
```csharp
public class MyClass
{
private readonly Random _random = new Random(); // 使用 readonly 确保只初始化一次
public void DoSomethingWithRandom()
{
int randomNumber = _random.Next(1, 100); // 生成 1 到 99 之间的随机数
// ...
}
}
```
对于全局范围的、线程安全的随机数需求，C 提供了 `System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator` 类，它使用更强大的加密安全随机数生成器，并且是线程安全的，但其性能比 `System.Random` 要低一些，适合对随机性要求更高、更安全的场景。
总结一下：
`Random` 类不被设计成静态，主要是为了避免在多线程环境下成为性能瓶颈，并提高代码的可测试性和可控性。允许用户创建独立的 `Random` 实例，实现了线程隔离和灵活的种子控制，这对于开发健壮、高性能且易于测试的应用程序至关重要。虽然它需要用户自己来管理 `Random` 实例的生命周期（比如在字段中持有），但这提供了更大的灵活性，而不是强制执行一种可能不适合所有场景的全局模式。
网友意见
比如Console.WriteLine(Random.Create(100))多带劲呀，为什么还有new一个再调Next函数呢？
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