c - 初始化状态与初始化状态_r : confusing arguments

Question

我正在尝试理解 initstate 和 initstate_r 的联机帮助页。这两个函数都在初始化随机生成器。如果您有多个线程，则不应使用 initstate，但对于这种情况，您应该使用 initstate_r。

这些函数的签名是

char *initstate(unsigned int seed, char *state, size_t n);
int initstate_r(unsigned int seed, char *statebuf,
                size_t statelen, struct random_data *buf);

手册页的描述说

   The initstate() function allows a state array state to be initialized  for  use  by  random().
   The size of the state array n is used by initstate() to decide how sophisticated a random num‐
   ber generator it should use—the larger the state array, the better the random numbers will be.
   seed  is the seed for the initialization, which specifies a starting point for the random num‐
   ber sequence, and provides for restarting at the same point.

   The  initstate_r()  function  is like initstate(3) except that it initializes the state in the
   object pointed to by buf, rather than initializing the global state variable.

我不明白的是，为什么在 initstate_r 的情况下有两个参数保存随机生成器的状态:statebuf 和 buf。如果 initstate 也有一个参数 state 来保存随机数生成器的状态，那么为什么还需要 initrand_r 的附加参数呢？他们不应该持有相同的信息吗？

statebuf 和 buf 都必须是线程本地的吗？

Answer 1

两者都必须是线程本地的。

至于为什么你需要两者，嗯，这是一个(恕我直言，考虑不周的)设计选择。他们可以(应该？)将状态隐藏在 random_data 中，特别是因为 random_data 必须足够大才能保存 srandom_r 的状态(即大小为 128 的缓冲区)。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
        int32_t i32;
        struct random_data r;
        srandom_r(1, &r);
        random_r(&r, &i32);
        return i32;
}

除了上述段错误(即使您首先将 r 可用值清零):通过阅读 https://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=blob_plain;f=stdlib/random_r.c;hb=656b84c2ef525e3b69802c9057c5897e327b0332看起来他们希望您为随机数组提供存储空间，即 srandom() 选择默认大小 128，srandom_r 希望您为状态数组提供空间。

我猜，其基本原理是状态数组可以很大(最大 256 字节)，因此它们不会分配潜在的浪费空间(有些人费心为其线程保留较小的堆栈大小)。

关于statebuf和buf的区别:statebuf保存了random_r需要的信息，即状态数组及其元数据(大小，无论如何)以打包格式(不透明，传统上压缩在 statebuf[0] 中 - 例如:第一个字节=大小，第二个字节=...)，而 buf 是statebuf 的“解压”版本，因此更方便实现 random_r。

我发现这更像是一种咆哮而不是答案 - 如果有什么特别难以理解的地方请告诉我:)