基于openMP线程安全随机数生成器

Question

下面简单脚本并行产生随机数

#include <random>
#include <iostream>
#include <omp.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  // Three integers are expected from the command line.
  // The first integer is a random seed
  // The second integer is the number of threads.
  // The third integer indicates the number of random numbers to produce

  // Read the seed and create the random number generator and the random distribution
  int seed = std::stoi(argv[1]);
  std::mt19937 mt(seed);
  std::uniform_real_distribution<float>  dist(0, 100);

  // Read the number of threads and set it.
  int nbThreads = std::stoi(argv[2]);
  omp_set_num_threads(nbThreads);

  // Number of random number for demonstration
  int n = std::stoi(argv[3]);

  // Will store the random number to print them conveniently
  std::vector<float> store(n);

  // produce 'n' random numbers
  #pragma omp parallel for
  for (int i = 0 ; i < n ; ++i)
  {
    store[i] = dist(mt);
  }

  // print the random numbers
  for ( auto& rnd : store )
  {
    std::cout << rnd << std::endl;
  }

  return 0;
}

在使用单个线程时，上述脚本是确定性

./test 3 1 2
55.0798
7.07249

./test 3 1 2
55.0798
7.07249

./test 7 1 2
7.63083
22.7339


./test 7 1 2
7.63083
22.7339

然而，当使用多个线程时，它是部分随机，且包含线程之间的相关性（这可能是一个相当大的问题

./test 3 2 2
43.1925
43.1925

./test 3 2 2
55.0798
7.07249

 ./test 7 2 2
22.7339
7.63083

./test 7 2 2
7.63083
7.63083

我明白为什么我的代码不是线程安全的，但我不明白如何使它是线程安全的。是否可以不考虑线程的数量而具有确定性的输出？

目标是使./test 87 1 200产生与./test 87 3 200相同的输出（即线程数不会影响对象store)。如果这不可能，则目标是./test 87 3 200产生与./test 87 3 200相同的输出。

Answer 1

您正在与每个线程共享std::mt19937mt对象中的状态，这不是线程安全的。

或者用某种类型的锁定包装对该对象的访问，或者为每个线程[EDIT]提供一个单独的实例（可能是从您创建的mt19937的第一个实例），以便每个实例给出不同的结果[/EDIT]（如果使用omp可能有任何结果的话）。