在C/C++中使用rand_r进行多线程程序的正确方法

所以，我需要一些C++多线程帮助。我想让我的多个线程使用低于800的随机数调用usleep函数。但是，从我的理解中，rand_r必须在每个线程中使用不同的整数。在C/C++中使用rand_r进行多线程程序的正确方法

My confusion源于这样一个事实，如果我想为每个线程使用不同的整数用于rand_r，那么我该怎么做？如果我不能创建随机整数，如何为每个线程使用不同的（即随机）整数？

static unsigned int consumerseed = 1; 
static unsigned int producerseed = 54321; 

//producer thread: 
void *producer(void *param) { 
    buffer_item rand; 
    while (1) { 
     //sleep for a random period of time: 
     int producersleeptime = rand_r(&producerseed)%500+100; 
     usleep(producersleeptime); 
     //produce an item: 
     //wait on both semaphores 
     //attempt to insert into buffer 
     //signal both semaphores 
    } 
} 

//consumer thread: 
void *consumer(void *param) { 
    buffer_item rand; 
    while (1) { 
     //sleep for a random period of time: 
     int consumersleeptime = rand_r(&consumerseed)%600+200; 
     usleep(consumersleeptime); 
     //wait on both semaphores 
     //attempt to remove an item from buffer 
     //signal both semaphores 
    } 
}

我有静态整数producerseed，并在程序的顶部consumerseed定义为全局变量。我这样做是因为我认为对rand_r的调用需要访问一个静态的，不变的内存位置。

这是正确的方法吗？或者我需要不同的整数为每个线程。这将导致我的线程中的任何竞争条件？生成的随机数怎么样 - 每次都会有所不同？

编辑1：好的，所以这个问题的答案基本上是不正确。每个线程需要一个独特的种子整数。这可以来自例如time（）或p_thread_self（）id。我仍然对如何正确实施这个问题感到困惑，但我会努力并报告。现在我决定使用p_thread_self作为每个线程的种子。

非常感谢您花时间查看/回答。

来源

2015-04-06 Musicode

你需要每个线程的一号种子，而不是一个全球性的种子很好的例子。
要为每个线程生成一个唯一的种子，请从主线程调用time()以获取第一个种子。然后为每个新线程添加一个到当前种子以获得下一个种子。例如，如果time()返回100，则您的种子将为100,101,102等。您的主线程需要将种子传递给每个线程，作为线程参数的一部分。

编辑：

如下面的评论显示，可以采取（在上面的例子100）初始种子，并将其与线程id混合（使用异或或增加）。这样你就不必把种子传给每个线程。至于只有使用线程ID作为种子，这也将工作。但是，在新的运行中，您可能会获得与之前运行相同的线程ID（这取决于您的OS如何确定线程ID）。所以，如果你不想依赖你的操作系统如何生成线程ID，你仍然应该使用一些初始种子，比如时间。

来源

2015-04-06 10:54:02 JS1

＃2的另一个选项是将thread-id（从“pthread_self”或等价物获得）混合到基于时间的种子中。这消除了中心线程创建者需要知道种子的需要。 – user4815162342 2015-04-06 11:25:32

使用thread_id作为每个线程的种子怎么样？我想这会为每个线程创建一个独特的，大致随机的种子。我没有使用时间。这是我现在所做的，但我还没有测试过。 – Musicode 2015-04-06 18:02:36

@ Musiccode看我的编辑。你说什么会奏效。它不如一时混合那么安全，因为你无法确定操作系统要分配给你的线程ID。 – JS1 2015-04-06 18:07:07

我的困惑源于这样一个事实，如果我想要一个不同的整数到用于rand_r为每个线程，那么我该怎么做？我如何有一个不同的（即随机）整数用于每个线程，如果我不能创建随机整数？

这里您需要使用线程特定的变量。所以你可以使用这些方法。

pthread_setspecific() & pthread_getspecific()

这是用于创建是全局变量，但还是具体到每个线程（不共享）：他们是特定于线程的全局变量。

这个例子有https://stackoverflow.com/a/15101240/775964

来源

2015-04-06 05:24:42

那么，因为它们是随机变量，我不能只是使用类似时间的东西吗？我仍然困惑。 – Musicode 2015-04-06 06:00:30

@Musicode是的，你可以使用它但是为了这个目的，使用rand（）是最复杂的方法。 – 2015-04-06 06:12:04

'pthread_getspecific'和'pthread_setspecific'只能在提供POSIX线程API的系统上使用。 – user4815162342 2015-04-06 11:17:39

在C++ 11中，您可以简单地在每个线程上使用std::random_device创建另一个独立的种子。这与您在单线程代码中所做的完全相同。您可以致电thread::sleep()std::this_thread。

#include <random> 
#include <thread> 
#include <chrono> 

thread_local std::random_device rd; // used once only per thread to initialise RNG 
thread_local std::mt19937 rng(rd()); // thread-specific RNG 
std::uniform_int_distribution<int> uni(0,800); // guaranteed unbiased 

// called possibly many times 
std::this_thread::sleep_for(uni(rng)*std::chrono::microseconds);

具体而言，不需要（ab）使用当前时间作为种子和/或其他相关种子。

来源

2015-04-06 11:12:58 Walter

在C/C++中使用rand_r进行多线程程序的正确方法

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