Wie kann ich eine threadsichere Zufallszahlengenerierung in C sicherstellen?

Bewahrung der Zufälligkeit über mehrere Threads hinweg mithilfe von stdlibs rand()

Beim Einsatz mehrerer Threads, die eine gemeinsame Funktion aufrufen, die mit der Generierung unterschiedlicher Zufallszahlen beauftragt ist, ist es wichtig, Folgendes zu berücksichtigen Ansatz zur Initialisierung des Zufallszahlengenerators. Die Funktion srand(time(0)) ist für die Initialisierung des Generators verantwortlich. Seine Platzierung im Code kann sich jedoch auf die Konsistenz der Ergebnisse auswirken.

Es stellt sich die Frage, ob srand(time(0)) einmal für das gesamte Programm aufgerufen werden sollte, und zwar zu Beginn jeder Funktionsausführung , oder ob es eine alternative Strategie gibt.

Die Antwort liegt in den mit rand() verbundenen Thread-Sicherheitsbedenken. In der Dokumentation wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass rand() nicht threadsicher ist, was bedeutet, dass es den verborgenen Zustand bei jedem Aufruf ändert. Um konsistentes Verhalten über Threads hinweg sicherzustellen, muss der Status explizit behandelt werden.

Die alternative Funktion rand_r() akzeptiert einen Zeiger auf eine vorzeichenlose Ganzzahl als Status und stellt eine minimale Menge an Statusinformationen bereit. Diese Funktion führt zu einem schwächeren Pseudozufallsgenerator. Als erweiterte Option wird drand48_r(3) empfohlen.

Um eine vorhersagbare Zufallszahlengenerierung über mehrere Threads hinweg aufrechtzuerhalten, ist es daher notwendig, stattdessen threadsichere Funktionen wie rand_r() oder drand48_r(3) zu verwenden rand().

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