MPI：rand() 在每次运行中为所有进程提供相同的常数

Posted 2023-02-16

【中文标题】MPI：rand() 在每次运行中为所有进程提供相同的常数

【英文标题】：MPI: rand() gives the same constant numbers across all processes in every run

【发布时间】：2014-05-19 16:14:07

【问题描述】：

我想问一个关于 (Open)MPI 上下文中的 rand() 的问题。我们在并行编程课程中获得了一个实现任务——创建一个 MPI 应用程序，其中所有参与者进程都选择一个领导者（随机地——他们必须“投票”）。我的程序如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <limits.h>
#include <mpi.h>

int main (int argc, char *argv[]) 
    int rank, size, vote, result;

    MPI_Init(&argc, &argv);

    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

    vote = rand(); // Each process' vote.
    printf("%d: %d\n",rank+1, vote); // Only for debugging purposes here.

    MPI_Allreduce(&vote, &result, 1, MPI_INT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
    result = (result & INT_MAX) % size + 1; // Select the leader.

    printf("Process %*d/%d: %d is the leader.\n", (int)(ceil(log10(size+1))), rank+1, size, result);

    MPI_Finalize();
    return 0;

问题是，当我使用OpenMPI1.6编译和运行它时，无论程序启动多少个进程，每个进程的投票都是1804289383。在程序的每次新运行中，该数字始终相同。因此，如果我运行 mpirun -np 7 ./a.out，领导者总是 5，如果我用 -np 8 运行它，第一个进程总是领导者，依此类推......

谁能解释一下我做错了什么以及如何解决这个问题？

非常感谢。

【问题讨论】：

只需使用适当的 PRNG 并为其提供每个进程的种子。 rand 非常糟糕，即使是播种。

@CodesInChaos rand 不好，但不是“在后续运行中在不同进程上生成相同的序列”不好。它非常适合手头的任务，解决 OP 问题的单行代码比导入任何第三方 RNG 可能要容易得多。

【参考方案1】：

你必须播种你的随机数生成器，例如

srand(time(NULL) + rank);

【讨论】：

哦，天哪，谢谢...这是一个非常愚蠢的错误。

你需要为每个进程使用不同的种子，所以要小心

【参考方案2】：

您没有为随机函数提供种子。 “通常”的种子是time(NULL)，尽管您可能想检查一些更灵活的东西，比如 Mersenne Twister。

A good random number generator for C