Блог

У меня есть несколько потоков, которые все выполняют одну и ту же функцию. В каждом из них они генерируют разное случайное число несколько раз. Мы пытались сделать это, поместив srand(time(0)) в начало функции, но, похоже, все они получают одинаковое число.

Нужно ли вызывать srand(time(0)) только один раз для каждой программы, т.Е. в начале main (например), в начале каждой функции, которая вызывается несколько раз, или что-то еще?

srand() заполняет генератор случайных чисел. Вам нужно будет вызвать srand(time(NULL)) только один раз во время запуска.

Тем не менее, в документации говорится:

Функция rand() не является реентерабельной или потокобезопасной, поскольку она использует скрытое состояние, которое изменяется при каждом вызове. Это может быть просто начальное значение, которое будет использоваться при следующем вызове, или это может быть что-то более сложное. Чтобы получить воспроизводимое поведение в многопоточном приложении, это состояние должно быть сделано явным. Функция rand_r() снабжается указателем на unsigned int , который будет использоваться в качестве состояния. Это очень маленький объем состояния, поэтому эта функция будет слабым генератором псевдослучайных чисел. Вместо этого попробуйте drand48_r (3).

Выделенная часть вышеизложенного, вероятно, является причиной того, что все ваши потоки получают одинаковый номер.

Поскольку вы используете C , а не C, вы можете избежать проблем с потоковой обработкой, часто связанных с srand / rand, используя c 11. Это зависит от использования нового компилятора, который поддерживает эти функции. Вы бы использовали отдельный движок и дистрибутив для каждого потока. Пример действует как игральная кость.

 #include <random>
#include <functional>

std::uniform_int_distribution<int> dice_distribution(1, 6);
std::mt19937 random_number_engine; // pseudorandom number generator
auto dice_roller = std::bind(dice_distribution, random_number_engine);
int random_roll = dice_roller();  // Generate one of the integers 1,2,3,4,5,6.
  

Отвечая на этот вопрос, я сослался на Википедию C 11 и Boost random.

Со rand справочной страницы:

Функция rand() не является реентерабельной или потокобезопасной, поскольку она использует скрытое состояние, которое изменяется при каждом вызове.

Поэтому не используйте его с многопоточным кодом. Используйте rand_r (или drand48_r , если вы используете linux / glibc). Введите в каждый RNG другое значение (вы могли бы ввести первый RNG в главном потоке, чтобы создать случайные начальные значения для тех, что находятся в каждом потоке).

Если вы запускаете все потоки одновременно, время, отправляемое в srand, вероятно, одинаково для каждого потока. Поскольку все они имеют одинаковое начальное значение, все они возвращают одну и ту же последовательность. Попробуйте использовать что-то другое, например, адрес памяти из локальной переменной.

C не был разработан для многопоточности, поэтому поведение srand () при многопоточности не определено и зависит от библиотеки времени выполнения C.

Многие библиотеки времени выполнения C в Unix / Linux используют одно статическое состояние, доступ к которому небезопасен из нескольких потоков, поэтому в этих средах выполнения C вы вообще не можете использовать srand () и rand () из нескольких потоков. Другие среды выполнения Unix C могут вести себя по-другому.

Среда выполнения Visual C использует внутреннее состояние для каждого потока, поэтому безопасно вызывать srand() для каждого потока. Но, как указал Нил, вы, скорее всего, будете заполнять все потоки одинаковым значением — поэтому вместо этого заполняйте (time thread-id).

Конечно, для удобства переносимости используйте случайные объекты, а не функцию rand, и тогда вы вообще не зависели бы от скрытого состояния. Вам все еще нужен один объект на поток, и заполнение каждого объекта (time thread-id) по-прежнему является хорошей идеей.

Это хороший вопрос. Я не могу ответить на это напрямую, потому что я думаю, что есть более серьезные проблемы. Кажется, даже не ясно, что rand вообще потокобезопасен. Он поддерживает внутреннее состояние и, похоже, не совсем четко определено, относится ли это к процессу или к потоку, и если это относится к процессу, если он потокобезопасен.

Чтобы быть уверенным, я бы блокировал мьютекс вокруг каждого доступа.

Или предпочтительно использовать более определенную генерацию, такую как из boost