c++ 生成線程安全隨機數

Question

我已經閱讀了一些與我所問的問題類似的問題，但答案對我來說似乎並不完整或完全清楚。

我正在嘗試並行化需要重復生成一組隨機數的參數掃描。 我目前只有一個線程做這樣的事情：

int main() {
  //Get random number generators
  typedef std::mt19937 MyRNG;
  std::random_device rd;

  //seed generator
  MyRNG rng;
  rng.seed(rd());

  //make my uniform distributions for each parameter
  std::uniform_real_distribution<> param1(-1,1);
  std::uniform_real_distribution<> param2(-1,1);

  double x,y;
  //Do my scan
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    x = param1(rng)
    y = param2(rng)

   //Do things with x and y*
  }

這樣，每次掃描我都會得到一個新的 x 和 y。 現在我想利用多個內核並行執行此操作。 所以我轉而定義了一個 function void scan() ，它的內容與我的主要 function 基本相同。 然后我創建多個線程並讓它們運行scan() 。 但我不確定這是否是使用 std::thread 的線程安全的。 我目前在每個線程中生成的隨機數會是獨立的嗎？ 我可以通過在我的void function 之外創建我的 RNG 來節省自己的時間嗎？ 謝謝。

Answer 1

我可能會在main中生成種子，並將種子傳遞給每個線程 function。 我也不會直接使用std::random_device的 output ——我會將數字放入std::set或std::unordered_set之類的東西中，直到我得到盡可能多的種子，以確保我沒有t 給兩個線程相同的種子（這顯然是浪費時間）。

沿着這條一般路線的東西：

int do_work(unsigned long long seed) {

  //Get random number generators
  typedef std::mt19937 MyRNG;

  //seed generator
  MyRNG rng(seed);

  //make my uniform distributions for each parameter
  std::uniform_real_distribution<> param1(-1,1);
  std::uniform_real_distribution<> param2(-1,1);

  double x,y;
  //Do my scan
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    x = param1(rng);
    y = param2(rng);

   //Do things with x and y*
  }
}

static const int num_threads = 4;

int main() {
    std::set<unsigned long long> seeds;

    while (seeds.size() < num_threads)
       seeds.insert(std::random_device()());

    std::vector<std::thread> threads;

   for (auto const seed: seeds)
       threads.emplace_back(std::thread(do_work, seed));

    for (auto &t : threads)
        t.join();
}

順便說一句，使用來自random_device的單個結果為std::mt19937會相當多地限制生成器——你只給它 32（或可能 64）位種子，但它實際上有 19937 位種子材料. std::seed_seq嘗試至少在一定程度上改善這一點（除其他外，您可以使用std::random_device的多個輸出來創建種子。

哦，鑒於您的兩個uniform_real_distribution實例使用相同的參數，可能也不需要兩個單獨的分布對象。