Question

通常，srand（）的播种是通过以下方式完成的：

srand(time(NULL));

就我而言，我使用随机数在网络上的运行时为我的客户端进程生成一个标识符。该过程有时会重新启动并生成新标识符。随着客户端数量的增加，两个客户端很可能在同一秒内调用srand(time(NULL))，这会创建两个相同的标识符，或者服务器端看到的冲突。 Some people suggested a finer resolution：

srand((time.tv_sec * 1000) + (time.tv_usec / 1000));

但这里的问题是种子会每24天左右重复一次，当机器数量足够大时，仍有可能发生碰撞。 There's another solution：

srand(time.tv_usec * time.tv_sec);

但这对我来说似乎也有问题，因为该产品的模数（较高位溢出并被放弃）不均匀地分布在unsigned int种子值的范围内。例如，对于每一秒，time.tv_usec == 0会导致相同的种子。

那么有没有办法在我的案例中播种srand（）？

编辑：客户端在Linux，Windows，Android和iOS上运行，因此/dev/random或/dev/urandom并非始终可用。

P.S。我知道GUID / UUID方法，但我想知道在这种情况下是否可以正确地为srand（）播种。

Answer 1

如果你有很多进程或线程需要在它们之间独立的伪随机性，那么

srand和rand根本不合适。

在POSIX系统上，您可以使用已知状态大小的rand48函数系列，如jrand48。如果依赖于进程，线程和机器独立性，则应使用进程ID，线程ID，IP地址和时间中的有效位来初始化状态。 jrand[48]采用（并修改）三个short的状态，因此使用不同的量种子进行种子化应该相对简单。

你列出的所有系统都是POSIX，所以这应该在那里工作。对于Windows系统来说，什么是适当的后备，我不知道。

Answer 2

如果两个随机数发生器从不发生碰撞，则它们不是随机的。这就像玩'快照'，但永远不会得到匹配。

所以，你想要的是更糟糕的，而不是更好的随机数生成器。使用GUID确实是一种应该完全消除问题的方法。

但是，如果你很高兴只是减少碰撞的机会，而不是完全消除它们，你可以使用机器的IP地址（或处理器序列号，或某些）作为种子的一部分。

Answer 3

如果您是为linux平台编写的，请使用/dev/random和/dev/urandom获取随机数。与srand()不同，/dev/random和/dev/urandom使用硬件外设生成的噪声来生成随机数。 srand()使用作为参数提供的种子来生成随机数。

Answer 4

您有两个域：客户端和进程。因此，每个都需要一个唯一的标识符。显然可以使用process-id完成进程。对于客户端，我建议使用MAC地址，每个网络接口必须是唯一的。我相信您列出的所有平台都支持套接字，因此可能支持SIOCGIFHWADDR ioctl。

唯一的问题是MAC地址是48位，PID通常是32位，因此您必须选择两个值的最高熵位用于您的srand种子。我建议PID的低16位和MAC地址的低16位。

Answer 5

我想你会对“并行随机数：像1,2,3一样简单”这篇论文感兴趣。

引自摘要：“我们所有的PRNG都通过了严格的统计测试（包括TestU01的BigCrush），并产生至少264个独特的随机数并行流，每个流的周期为2128或更多”

如何播种srand（）以避免在大量机器上发生冲突？

5 个答案: