Linux下srand随机函数关于时间种子的精度提升
2013-12-16 13:22
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最近工作的时候遇见了一个问题,是关于随机函数的问题。网上有很多关于随机函数的例子,这点就不做说明。
说一下我今天遇见的问题,我在服务器端写了一个随机函数,使用的是time(0)作为随机种子。在我自己一个人测试的时候,这个函数式没有问题的。但是后来测试使用多台设备链接我的服务器时,问题出现了。如果几台设备同链接我的服务器,用户得到的随机函数值是一样的。
贴一下我当时写的代码:
两行代码,主要是随机产生1-10000的随机数。对于我的问题,我Google了一下。Srand(time(0))作为随机种子的话,需要保证执行时间相隔1s,也就是说当测试那边使用几台设备同时链接我的服务器时,执行时间相隔在1s之内。所以得到的随机数就是相同的。
这样问题就清晰了,需要提高随机函数的精度值。也就是说需要给予随机函数种子的值要在1s之内能够变化。但是自己是希望控制的精度在0.0001s之内。所以很自然的想到了使用更高精度的时间来作为随机种子。在Windows下面微软提供了两个API,一个是GetTickCout(),时间精度为ms级别。还有一个是timeGetTime(),精度为毫秒,与GetTickCount()精度相当。(至于这两个函数的使用请自行google)。但由于我是在Linux下做的开发,所以不能利用微软的API,但是Linux下也有相应的API可调用。使用clock_getres()函数可以获取linux下的时间,贴一下网上对于该函数的说明,
在librt库中,提供了高精度的时间函数,分别是:
long clock_gettime(clockid_t ,struct timespec*)
获取特定时钟的时间,时间通过fp结构传回,目前定义了6种时钟,分别是
CLOCK_REALTIME系统当前时间,从1970年1.1日算起
CLOCK_MONOTONIC系统的启动时间,不能被设置
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID进程运行时间
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID线程运行时间
CLOCK_REALTIME_HR CLOCK_REALTIME的高精度版本
CLOCK_MONOTONIC_HR CLOCK_MONOTONIC的高精度版本
我使用的是CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID,时间可以精确到纳秒,这样就能保证党用户同时链接我的服务器时可以获得不同的随机数。再贴一下修改后的代码:
代码很简单,只有两行是修改过的。不过有一点要说明一下,我这里只用了纳秒的时间表,我在Linux下测试发现随机数的变化是后面6位,也就是说假如你要生成的随机数大于100000以上,那么可能你就要修改这个是用。因为srand的随机种子一样的话你得到的随机数肯定是一样的(伪随机)。因为我现在只需要10000以内的随机数,所以这个随机种子足够我是用。
这样整个过程就完了。这也是我第一次对工作中遇见的问题写的blog,其实并没有什么技术含量,充其量就是google用的不错。但主要是想养成一些习惯,技术在于不断的积累。现在可能不咋的,但是慢慢积累总有一天会成为你想成为的那个人。
说一下我今天遇见的问题,我在服务器端写了一个随机函数,使用的是time(0)作为随机种子。在我自己一个人测试的时候,这个函数式没有问题的。但是后来测试使用多台设备链接我的服务器时,问题出现了。如果几台设备同链接我的服务器,用户得到的随机函数值是一样的。
贴一下我当时写的代码:
srand(time(0)); rand()%10001;
两行代码,主要是随机产生1-10000的随机数。对于我的问题,我Google了一下。Srand(time(0))作为随机种子的话,需要保证执行时间相隔1s,也就是说当测试那边使用几台设备同时链接我的服务器时,执行时间相隔在1s之内。所以得到的随机数就是相同的。
这样问题就清晰了,需要提高随机函数的精度值。也就是说需要给予随机函数种子的值要在1s之内能够变化。但是自己是希望控制的精度在0.0001s之内。所以很自然的想到了使用更高精度的时间来作为随机种子。在Windows下面微软提供了两个API,一个是GetTickCout(),时间精度为ms级别。还有一个是timeGetTime(),精度为毫秒,与GetTickCount()精度相当。(至于这两个函数的使用请自行google)。但由于我是在Linux下做的开发,所以不能利用微软的API,但是Linux下也有相应的API可调用。使用clock_getres()函数可以获取linux下的时间,贴一下网上对于该函数的说明,
在librt库中,提供了高精度的时间函数,分别是:
long clock_gettime(clockid_t ,struct timespec*)
获取特定时钟的时间,时间通过fp结构传回,目前定义了6种时钟,分别是
CLOCK_REALTIME系统当前时间,从1970年1.1日算起
CLOCK_MONOTONIC系统的启动时间,不能被设置
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID进程运行时间
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID线程运行时间
CLOCK_REALTIME_HR CLOCK_REALTIME的高精度版本
CLOCK_MONOTONIC_HR CLOCK_MONOTONIC的高精度版本
我使用的是CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID,时间可以精确到纳秒,这样就能保证党用户同时链接我的服务器时可以获得不同的随机数。再贴一下修改后的代码:
struct timespec tp; clock_gettime(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID,&tp); srand(tp.tv_nsec);
代码很简单,只有两行是修改过的。不过有一点要说明一下,我这里只用了纳秒的时间表,我在Linux下测试发现随机数的变化是后面6位,也就是说假如你要生成的随机数大于100000以上,那么可能你就要修改这个是用。因为srand的随机种子一样的话你得到的随机数肯定是一样的(伪随机)。因为我现在只需要10000以内的随机数,所以这个随机种子足够我是用。
这样整个过程就完了。这也是我第一次对工作中遇见的问题写的blog,其实并没有什么技术含量,充其量就是google用的不错。但主要是想养成一些习惯,技术在于不断的积累。现在可能不咋的,但是慢慢积累总有一天会成为你想成为的那个人。
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