Random 并行循环和随机循环产生奇数结果

我刚开始玩任务并行库，遇到了一些有趣的问题；我对正在发生的事情有一个大致的想法，但我希望听到比我更有能力的人的评论，以帮助理解正在发生的事情。很抱歉代码有点长

我从随机行走的非平行模拟开始：

 var random = new Random();
 Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();

 stopwatch.Start();

 var simulations = new List<int>();
 for (var run = 0; run < 20; run++)
 {
    var position = 0;
    for (var step = 0; step < 10000000; step++)
    {
       if (random.Next(0, 2) == 0)
       {
          position--;
       }
       else
       {
          position++;
       }
    }

    Console.WriteLine(string.Format("Terminated run {0} at position {1}.", run, position));
    simulations.Add(position);
 }

 Console.WriteLine(string.Format("Average position: {0} .", simulations.Average()));
 stopwatch.Stop();

 Console.WriteLine(string.Format("Time elapsed: {0}", stopwatch.ElapsedMilliseconds));
 Console.ReadLine();

我的猜测是，问题与以下事实有关：随机对象在循环之间共享，并且具有某种状态。“失败的并行”版本在持续时间方面缺乏改进，我认为这是因为对Random的调用不是并行处理的（尽管我看到并行版本使用两个内核，而原始版本没有）。我真的不明白为什么模拟结果是这样的

我的另一个担忧是，如果我使用每个循环的本地随机实例，我可能会遇到多个循环从同一个种子开始的问题（当您在时间上生成多个过于接近的随机数，导致相同的序列时，会遇到这个问题）

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任何对正在发生的事情的洞察对我来说都是非常有价值的

随机类不是线程安全的；如果在多个线程上使用它，它可能会出错

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您应该在每个线程上创建一个单独的

Random

实例，并确保它们不会使用相同的种子。（例如，

Environment.TickCount*Thread.CurrentThread.ManagedThreadId

）

这两种方法都不能提供真正好的随机数

这篇博文涵盖了许多用随机数获得更好随机数的方法

对于许多日常应用来说，这些可能是好的

但是，如果在多个线程上使用相同的随机数生成器，即使使用不同的种子，也会影响随机数的质量。这是因为您正在生成可能重叠的伪随机数序列

本视频更详细地解释了原因：

如果您想要真正的随机数，那么您确实需要使用crypto random number generator System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider。这是线程安全的。

一个核心问题：

• random.Next

  不是线程安全的

两个后果：

随机性的质量被种族条件破坏

错误共享会破坏多核上的可伸缩性

几种可能的解决办法：

• 使

  随机。下一步
  线程安全：解决质量问题，但不解决可伸缩性

• 使用多个PRNG：解决了可伸缩性问题，但可能会降低质量

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您将如何处理种子问题？事件如果您采用这种方法（存在问题），我不会使用TickCount*ManageThreadId，因为这将产生非常紧密的种子。请参阅下面我的答案，以获得生成种子的更好方法。Ade，感谢您提供指向S.Toub文章的指针，它非常棒。

 var localRandom = new Random();

 stopwatch.Reset();
 stopwatch.Start();

 var parallelSimulations = new List<int>();
 Parallel.For(0, 20, run =>
 {
    var position = 0;
    for (var step = 0; step < 10000000; step++)
    {
       if (localRandom.Next(0, 2) == 0)
       {
          position--;
       }
       else
       {
          position++;
       }
    }

    Console.WriteLine(string.Format("Terminated run {0} at position {1}.", run, position));
    parallelSimulations.Add(position);
 });


 Console.WriteLine(string.Format("Average position: {0} .", parallelSimulations.Average()));
 stopwatch.Stop();

 Console.WriteLine(string.Format("Time elapsed: {0}", stopwatch.ElapsedMilliseconds));

 Console.ReadLine();

Parallel.For(0, 20, run =>
         {
            var localRandom = new Random();
            var position = 0;