C语言中的Igraph随机数生成器

Question

我想知道igraph_rng_default（）是否提供线程安全的随机数生成器，如果是这种情况，我应该使用哪个rng？此外，如果您在每个线程中调用igraph_sbm_game，则生成这些图形是线程安全的吗？

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编辑： 要更清楚，请看我在程序中编写的内容：

  #define N 2048
  #define R 16
  #define rngseed 1763984
 int main(void)
 {   
  igraph_rng_seed(igraph_rng_default(), rngseed);  
 #pragma omp parallel shared(some_shared_variables) private(some_private_variables)
 { 
   igraph_matrix_t pref_matrix;    
   igraph_matrix_init(&pref_matrix, R, R);
   igraph_vector_int_t block_sizes;
    /*SBM initialization*/ 
    igraph_vector_int_init(&block_sizes, R);
   ...
   ...
   #pragma omp for ordered schedule(static,1)//ordered schedule(static,1) per risultati in ordine #pragma omp ordered per stampare in ordine    
    for(q1=0;q1<100;q1++)
    { 
      igraph graph; 
      igraph_sbm_game(&graph, N, &pref_matrix, &block_sizes, IGRAPH_DIRECTED, IGRAPH_NO_LOOPS);
      ....
    }
  }

我的问题是，由于igraph_sbm_game根据所选的随机数生成器生成随机图，这种随机性是否保证是线程安全的？换句话说，使用默认的igraph随机数生成器，我可以以线程安全的方式获得随机数吗？我的疑问来自于igraph_sbm_game()函数不需要种子以及我找不到igraph使用哪个随机数生成器...

- Francesco Di Lauro

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我认为你应该详细说明问题。你所说的线程安全随机数生成器是什么意思？你尝试过它并发现了一些问题吗？另请参见[ask]。 - terence hill

即使它是线程安全的，最好为每个线程使用单独的随机数生成器(RNG)，这样就不会出现默认的随机数生成器竞争的可能性。 - G. Sliepen

在不同的线程中如何调用独立的rngs？ - Francesco Di Lauro

Answer 1

igraph不是为线程安全而设计的 - 某些数据结构（例如在函数过程中分配的指针的全局“清理”堆栈）在线程之间共享，因此从不同的线程同时调用两个igraph函数是不安全的。这可能回答了您最初的问题：否，随机数生成器也不是线程安全的。

在其 ./configure 脚本中有一个实验性开关（--enable-tls），如果编译器支持，它将全局数据结构移动到线程本地存储中。只要您不从不同的线程操作相同的图表（或者使用锁定来协调对图表的访问），这有潜力使igraph线程安全。但是，这还没有经过彻底测试，因此请小心进行。

- Tamás

Answer 2

以下是适用于 igraph 版本 0.9.x 的一些更新:

正如其他答案所述，当启用线程局部存储时，igraph 的线程支持有限。要启用线程局部存储，请在构建 igraph 时将 set IGRAPH_ENABLE_TLS 设置为 ON。

与线程支持相关的问题在此处有记录:

• https://igraph.org/c/html/latest/igraph-Advanced.html#using-igraph-in-multi-threaded-programs

简而言之：

• 如果启用了线程支持，则宏 IGRAPH_THREAD_SAFE 被定义为 1。
• 默认的随机数生成器在启动时不是线程安全的。
• 您需要使用 igraph_rng_set_default() 显式地初始化、设置和为每个线程设置一个单独的随机数生成器。只有这样，才能安全地使用从多个线程中获取的随机数的 igraph 函数。

- Szabolcs