如何在 Go 开发中高效而又快速地生成随机数呢？相信大家首先想到的就是使用标准库自带的 math/rand 包，或者使用开源的第三方包（比如 github.com/valyala/fastrand）来实现。
Go 运行时自带了 runtime.fastrand 函数来生成随机数，并且在标准库实现和运行时大量使用该函数。由于该函数为非导出，所以不能直接使用，这里就要借助上篇博客介绍过的黑科技//go:指令来实现了。
Uint32方法
首先我们创建文件 randx.go：
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package randx
import _ "unsafe"
//go:linkname Uint32 runtime.fastrand
func Uint32() uint32
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这里我们使用了 //go:linkname 指令来使用 runtime.fastrand。对，就这么简单。
当然也要跑个 benchmark 比较下性能，创建 randx_test.go：
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package randx
import (
"fmt"
"math/rand"
"testing"
"github.com/valyala/fastrand"
)
func BenchmarkMathRandUint32(b *testing.B) {
b.RunParallel(func(p *testing.PB) {
for p.Next() {
_ = rand.Uint32()
}
})
}
func BenchmarkValyalaFastrandUint32(b *testing.B) {
b.RunParallel(func(p *testing.PB) {
for p.Next() {
_ = fastrand.Uint32()
}
})
}
func BenchmarkRandxUint32(b *testing.B) {
b.RunParallel(func(p *testing.PB) {
for p.Next() {
_ = Uint32()
}
})
}
go test -benchmem -run=^$ examples/randx -bench ^(BenchmarkMathRandUint32|BenchmarkValyalaFastrandUint32|BenchmarkRandxUint32)$ -v -count=3
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: examples/randx
BenchmarkMathRandUint32
BenchmarkMathRandUint32-4 12069022 99.4 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkMathRandUint32-4 16135767 102 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkMathRandUint32-4 15315223 79.9 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkValyalaFastrandUint32
BenchmarkValyalaFastrandUint32-4 89770212 15.9 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkValyalaFastrandUint32-4 96881473 13.3 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkValyalaFastrandUint32-4 74856798 20.4 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkRandxUint32
BenchmarkRandxUint32-4 543834252 1.85 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkRandxUint32-4 670786326 2.26 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkRandxUint32-4 682215212 2.23 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
PASS
ok examples/randx 15.871s
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通过压测结果对比，可以明显看出runtime.fastrand的性能是碾压式的。
关于runtime.fastrand的源码实现，感兴趣的朋友可以继续研究下，源码地址戳这。
Uint32n方法
和 Uint32 实现方式类似：
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//go:linkname Uint32n runtime.fastrandn
func Uint32n(max uint32) uint32
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看下 runtime.fastrandn 源码实现：
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func fastrandn(n uint32) uint32 {
// 类似于fastrand() % n, 但是更快
// 参考连接：https://lemire.me/blog/2016/06/27/a-fast-alternative-to-the-modulo-reduction/
return uint32(uint64(fastrand()) * uint64(n) >> 32)
}
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小结
通过借助 //go:指令来使用 runtime 库自带的非导出方法，从而实现超高性能的随机数生成器。
另外，也复习了强大的 //go: 指令使用方式，在一些特殊场景下灵活运用该工具可以达到出乎意料的效果。
最后，想说的就是 Go 源码里面的宝藏还是很多的，值得深挖。