C#随机数生成的性能对比（深入解析Random、RNGCryptoServiceProvider与RandomNumberGenerator的效率差异）

2. 性能测试代码实现

下面我们编写一个简单的性能测试程序，分别使用这三种方式生成100万个随机整数，并记录耗时。

using System;using System.Diagnostics;using System.Security.Cryptography;namespace RandomPerformanceTest{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            const int count = 1_000_000;            // 测试 System.Random            var sw = Stopwatch.StartNew();            var random = new Random();            for (int i = 0; i < count; i++)            {                _ = random.Next();            }            sw.Stop();            Console.WriteLine($"System.Random 耗时: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");            // 测试 RNGCryptoServiceProvider (.NET Framework 兼容)            sw.Restart();            using (var rng = new RNGCryptoServiceProvider())            {                byte[] buffer = new byte[4];                for (int i = 0; i < count; i++)                {                    rng.GetBytes(buffer);                    _ = BitConverter.ToInt32(buffer, 0);                }            }            sw.Stop();            Console.WriteLine($"RNGCryptoServiceProvider 耗时: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");            // 测试 RandomNumberGenerator (.NET Core / .NET 5+)            sw.Restart();            Span<byte> span = stackalloc byte[4];            for (int i = 0; i < count; i++)            {                RandomNumberGenerator.Fill(span);                _ = BitConverter.ToInt32(span);            }            sw.Stop();            Console.WriteLine($"RandomNumberGenerator 耗时: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");        }    }}  

3. 性能测试结果分析

在一台普通开发机（Intel i7, 16GB RAM, .NET 6）上运行上述代码，典型结果如下：

• System.Random：约 10–20 毫秒
• RNGCryptoServiceProvider：约 300–500 毫秒
• RandomNumberGenerator：约 250–400 毫秒（使用 Span 优化后）

由此可见，System.Random 的性能远高于加密级随机数生成器，差距可达20倍以上。因此，在非安全敏感场景（如游戏逻辑、模拟数据生成）中，应优先使用 System.Random 或其线程安全版本 Random.Shared（.NET 6+）。

4. 如何选择合适的随机数生成器？

根据你的需求选择：

5. 总结

通过本次对C#随机数性能对比的深入分析，我们了解到：System.Random 在普通场景下性能卓越，而 RandomNumberGenerator 则在需要加密安全性的场合不可或缺。开发者应根据实际需求权衡性能与安全性。

记住这三个关键词：C# Random类、System.Random vs RNGCryptoServiceProvider、C#高性能随机数生成，它们将帮助你在面试或项目选型中做出更明智的决策。

希望这篇教程能帮助你理解C#中不同随机数生成方式的性能差异。动手试试吧！