如何使用 C 的'rand()”函數在多個執行緒中產生唯一的隨機數？

stdlib 的 rand() 的多執行緒使用

在多執行緒程式設計場景中，經常需要在單獨的執行緒中產生隨機數。但是，在使用標準函式庫的 rand() 函數時，如果處理不當，可能會遇到問題。

問題

多個執行緒執行相同函數重複產生相同的隨機數。這是因為每個執行緒通常都有自己的全域資料副本，包括 rand() 的內部狀態，該副本由所有執行緒共用。

解

避免產生相同的隨機數，有必要明確管理 rand() 的內部狀態。文件建議如下：

• 將rand_r() 與顯式狀態指標一起使用： rand_r() 提供了rand() 的執行緒安全版本，讓您可以傳遞指向將用作狀態的無符號整數的指標。
• 使用drand48_r(3) 用於較弱但執行緒安全的選項： drand48_r(3) 是另一種執行緒安全的偽隨機產生器，它使用更大的內部狀態。

範例用法

例如，要在多執行緒環境中使用rand_r()，您可以：

#include <stdlib.h>

void* thread_function(void* arg) {
  unsigned int state = 0;  // Thread-specific state
  while (1) {
    int random_number = rand_r(&state);
    // Do something with random_number
  }
  return NULL;
}

重要提示

重要提示應該注意的是，在沒有正確執行緒同步的情況下使用rand() 或rand_r()可能會導致不可預測的行為和不正確的結果。始終確保適當的同步機製到位，以處理對共享資源的多執行緒訪問，包括隨機數產生器。

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