【转】linux shell实现随机数多种方法（date,random,uuid)

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在日常生活中，随机数实际上经常遇到，想丢骰子，抓阄，还有抽签。呵呵，非常简单就可以实现。那么在做程序设计，真的要通过自己程序设计出随机数那还真的不简单了。现在很多都是操作系统内核会提供相应的api，这些原始参数是获取一些计算机运行原始信息，如内存，电压，物理信号等等，它的值在一个时间段可以保证是唯一的了。好了，废话我就不说了。呵呵。

shell脚本程序我们有那些获得随机数方法呢？

一、通过时间获得随机数（date)

这个也是我们经常用到的，可以说时间是唯一的，也不会重复的，从这个里面获得同一时间的唯一值。适应所有程序里面了。
例子：
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[chengmo@centos5 shell]$ date +%s
1287764773
#获得时间戳，当前到：1970-01-01 00:00:00 相隔的秒数
#如果用它做随机数，相同一秒的数据是一样的。在做循环处理，多线程里面基本不能满足要求了。

[chengmo@centos5 shell]$ date +%N
738710457
#获得当前时间的纳秒数据，精确到亿分之一秒。
#这个相当精确了，就算在多cpu，大量循环里面，同一秒里面，也很难出现相同结果，不过不同时间里面还会有大量重复碰撞

[chengmo@centos5 shell]$ date +%s%N
1287764807051101270
#这个可以说比较完美了，加入了时间戳，又加上了纳秒
通过上面说明，用它来做随机数的基数了，接下来我们看怎么样获得一段数据内怎么样获得随机数。
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#!/bin/sh

#写个随机函数，调用方法random min max
#在min 与 max直接获得随机整数
#copyright chengmo QQ:8292669

#获得随机数返回值，shell函数里算出随机数后，更新该值
function random()
{
    min=$1;
    max=$2-$1;
    num=$(date +%s+%N);
    ((retnum=num%max+min));
    #进行求余数运算即可
    echo $retnum;
    #这里通过echo 打印出来值，然后获得函数的，stdout就可以获得值
    #还有一种返回，定义全价变量，然后函数改下内容，外面读取
}

#得到1-10的seq数据项
for i in {1..10};
do
    out=$(random 2 10000);
    echo $i,"2-10000",$out;
done;
看看运行结果：
[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
一个循环里面，得到值各不相同。
这个是我们常用方法，适应各种语言，是一个通用算法，就算服务器不提供，某时刻相同唯一数据标记，我们也可以通过这种方法，做自己的伪随机数。下面还有更简单方法呢，不要我们自己做了。

2、通过内部系统变量($RANDOM)

其实，linux已经提供有个系统环境变量了，直接就是随机数，哈哈，觉得刚学习方法，是不是白费了！！
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[chengmo@centos5 shell]$ echo $RANDOM
10918
[chengmo@centos5 shell]$ echo $RANDOM
10001

#连续2次访问，结果不一样，这个数据是一个小于或等于5位的整数
可能有疑问了，如果超过5位的随机数怎么得到呢？
呵呵，加个固定10位整数，然后进行求余，跟例1 一样了。接下来的例子又是我们自立更生做了。

3、通过系统内部唯一数据生成随机数（/dev/random,urandom)

我们知道dev目录下面，是linux一些默认设备，它给我们感觉就是放的是键盘，硬盘，光驱等设备的对应文件了。其实linux有些设备很特殊，有特殊用途。前面我们说到的：/dev/[udp|tcp]/host/port比较特殊吧。呵呵，有扯远了。
/dev/random设备，存储着系统当前运行的环境的实时数据。它可以看作是系统某个时候，唯一值数据，因此可以用作随机数元数据。我们可以通过文件读取方式，读得里面数据。/dev/urandom这个设备数据与random里面一样。只是，它是非阻塞的随机数发生器，读取操作不会产生阻塞。
实例：
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[chengmo@centos5 shell]$ head -1 /dev/urandom
ãÅ†ù…•KTþçanVÕã¹Û&¡õ¾“ô2íùU“ žF¦_ ÿ”†mEðûUráÏ=J¯TŸA•ÌAÚRtÓ

#读一行，怎么是乱码呢？其实它是通过二进制数据保存实时数据的，那么我们怎么样把它变成整型数据呢？

[chengmo@centos5 ~/shell]$ head -200 /dev/urandom | cksum
1615228479 50333
#由于urandom的数据是非常多，不能直接通过cat读取，这里取前200行，其实整个数据都是变化的，取多少也一样是唯一的。
#cksum 将读取文件内容，生成唯一的表示整型数据，只有文件内容不变，生成结果就不会变化,与php crc函数

[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个字段数据
得到整型数据，然后，类似一的方法就可以获得到随机数了。题外话：在程序里面，我们经常md5得到唯一值，然后是字符串的，如果想表示成整型方式，可以通过crc函数.crc是循环冗余校验，相同数据通过运算，都会得到一串整型数据。现在这种验证应用很广。详细要了解，可以参考：crc.
下面还有个方法，直接从设备读取生成好的uuid码。

4、读取linux 的uuid码

在提到这个之前，有个概念，就是什么是uuid呢？
UUID码全称是通用唯一识别码 (Universally Unique Identifier, UUID),它是一个软件建构的标准，亦为自由软件基金会 (Open Software Foundation, OSF) 的组织在分布式计算环境 (Distributed Computing Environment, DCE) 领域的一部份。
UUID 的目的，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格式是：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：UUID理论上的总数为2^{16 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。
其实，大家做数据库设计时候，肯定听说过，guid(全局唯一标识符)码，它其实是与uuid类似，由微软支持。这里编码，基本有操作系统内核产生。大家记得把，在windows里面，无论数据库，还是其它软件，很容易得到这个uuid编码。
linux 的uuid码
linux的uuid码也是有内核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid这个文件内。其实，random目录，里面还有很多其它文件，都与生成uuid有关系的。
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[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
#连续2次读取，得到的uuid是不同的

[chengmo@centos5 ~/shell]$ cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" "
2141807556
#同上方法得到随机整数