C#多個進程生成相同的隨機字符串

Question

我有一個字符串數組。 對於每個字符串，我必須完成一項任務，並且我想並行執行。 這是我的一段代碼：

    void Test()
    {
        sourcefiles.AsParallel().ForAll(MyMethod);
    }

    private void MyMethod(string source)
    {
       string tmp_string = RandomString(10);

       string path = Path.Combine(@"C:\myfolder", tmp_string);
       
      // (File operations on `path` go here)
    }

    private static Random random = new Random();

    public static string RandomString(int length)
    {
        const string chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";

        return new string(Enumerable.Repeat(chars, length)
        .Select(s => s[random.Next(s.Length)]).ToArray());
    }

我收到以下異常： Cannot access C:\myfolder\ABCDEFG because it is in use by another process這很奇怪，因為字符串“ABCDEFG”應該是由不同進程生成的隨機字符串。 這不是一個不幸的事件，它一直在發生。 我還增加了RandomString()的復雜性，但沒有任何反應，事實上我一直從調試中看到有兩個不同的進程具有相同的tmp_string （其他進程有不同的進程）。 哪里錯了？

對於上下文，這就是發生的事情：

    PROCESS - RANDOM_STRING
    1937 - "r6MbODsNcF1654683907030"
    1374 - "MqrdQe386M1654683928872"  <---
    1518 - "iX33edEA5F1654683928873"
    1691 - "MqrdQe386M1654683928872"  <---
    1486 - "u46vqUrt601654684013613"

前 10 個字母數字字符來自RandomString()函數，后面的數字代表 Unix 的紀元

編輯你們中的一些人建議快速連續創建類 Random()，將生成相同的種子。 正如一些評論所說，這不是真的，至少在 .NET (Core) 中是這樣。 通過使用 lock 或使用已接受答案中的代碼來解決它，它可以正常工作，因為（據我所知）Guid 是線程安全的。

Answer 1

您的RandomString實現正在使用Random的無參數構造函數，如果快速連續創建該構造函數，則會使用相同的種子，因此會產生相同的輸出。

Answer 2

正如您所說，您正在使用上面給定的代碼運行不同的進程。 在此代碼中，您使用Random的單個靜態實例。 到目前為止，一切都很好。

不幸的是，在創建時使用Random類作為當前時間的初始種子。 所以如果你在一個緊密的循環中創建多個進程，你很有可能兩個進程使用相同的時間作為隨機類的種子，這會導致產生相同的數字。

正如您已經在代碼中顯示的那樣，您似乎已經可以訪問進程 ID。 所以也許你應該從當前時間和進程ID為隨機類生成你自己的種子值，也許通過調用這樣的東西：

var seed = HashCode.Combine(DateTime.UtcNow, processId);
var random = new Random(seed);

盡管如此，即使您可以降低命中相同值的概率，您也應該檢查您的代碼是否已經存在這樣的目錄，如果存在，只需使用下一個隨機值開始新的嘗試。

最后一個更簡單的技巧：

如果您不關心文件夾的名稱，也可以使用Guid.NewGuid().ToString()作為隨機文件夾名稱。 底層實現使用更多的種子源，然后只有時間和 128 位范圍應該將概率移動到足夠低以滿足您的需要。

Answer 3

以當前時間為種子，在短時間內多次創建Random實例。 實際上，以這種方式生成的許多偽隨機數序列可能是相同的。

要使每個Random實例創建不同的隨機值流，您需要為它們提供隨機種子 - 例如 GUID：

private static Random random = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());

在這個特定的代碼示例中，同時使用了相同的Random實例，這是不安全的。 您可以修改RandomString方法以在每次使用時創建一個新的Random實例：

public static string RandomString(int length)
{
    Random rnd = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());
    const string chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";

    return new string(Enumerable.Repeat(chars, length)
    .Select(s => s[rnd.Next(s.Length)]).ToArray());
}

Answer 4

隨機不是線程安全的！ 因此，您的代碼不正確，因為它同時使用來自多個線程的單個隨機對象。 所以第一步應該是確保線程安全，要么使用鎖，要么為每個線程創建一個單獨的隨機對象。 如果您選擇后一種解決方案，則需要確保每個隨機對象的種子不同。