线程，如何独立播种随机数生成器？

Question

我昨天在这里问了一个关于线程和获取输入以创建用户指定的线程数量的问题。在你的帮助下，我能够弄清楚。除了这一次，我正在处理同一个程序，我需要帮助来让程序中的每个线程独立地为随机数生成器提供种子。如果这听起来很简单，我很抱歉。我还是个线程新手。

基本上我的程序正在做的是询问用户他们想要创建多少线程，以及他们想要抛出多少箭头。每个箭头将生成 2 个数字，从 -1 到 1。这是我目前的程序。它是工作代码，因此您可以在需要时运行它：

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <thread>

using namespace std;

void exec(int n, int randNumbers)
{
    int seed = 0;

    srand(seed);
    int random_number = rand() % 1 + -1;

    cout << "Thread " << n << endl;
    cout << "\n";

    while (randNumbers != 0)
    {
        srand(seed);
        cout << random_number << endl;
        seed++;
        cout << "Seed: " << seed << endl;
        cout << "\n";

        cout << random_number << endl;
        seed++;
        cout << "Seed: " << seed << endl;
        cout << "\n";
        randNumbers--;
    }
}


int main()
{
    int numThreads = 0; // Threads
    int maxRandom; // Arrows

    cout << "This is a Monte Carlo simulation." << endl;
    cout << "Please enter the number of threads to run." << endl;
    cout << "Threads: ";

    cin >> numThreads;

    // create an array of threads
    thread* myThreads = new thread[numThreads];

    if ((numThreads > 20) || (numThreads < 1))
    {
        cout << "Sorry. Something went wrong." << endl;
        return 0;
    }

    system("CLS");
    cout << "\n";
    cout << "Enter the number of arrows you would like to throw: " << endl;
    cout << "Arrows: ";

    cin >> maxRandom; // Arrows

    system("CLS");
    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        // run random number generator for thread at [i]
        myThreads[i] = thread(exec, i, maxRandom);
    }

    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        myThreads[i].join();
    }

    cout << "Done!" << endl;
}

无论int seed 是否增加 1，所有线程都返回 -1。我已经查看了所有内容，但我似乎仍然无法弄清楚为什么我的线程没有独立地播种随机数生成器。有谁知道发生了什么？我对线程还是陌生的。任何帮助将不胜感激。非常感谢。

Answer 1

1. 确保每个线程都有自己的私有 PRNG（所有线程使用一个共享 PRNG 需要锁定，并且由于等待和缓存争用会非常慢）。
2. Katzgraber 在Random Numbers in Scientific Computing: An Introduction 的第 7.1 节中提出了基于进程/线程号的 PRNG 播种。

看起来像：

long seedgen(void) {
    long s, seed, pid; // pid from 0 to number of processes/threads - 1
    pid = ...; /* get processt/thread ID */
    s = time ( &seconds ); /* get CPU seconds since 01/01/1970 */
    seed = abs(((s * 181) * ((pid - 83) * 359)) % 104729);
    return seed;
}