Problemas de concurrencia con Random en .Net?

Question

He depurado algún problema con un Paint.Net plugin y me he topado con algún problema con la clase Random, cuando varios hilos llaman a un método desde una sola instancia.

Por alguna extraña razón, parece que si no impido el acceso simultáneo, al sincronizar el método llamado, mi instancia aleatoria comienza a comportarse ... al azar (pero en el mal sentido).

En el siguiente ejemplo, creo varios cientos de hilos que llaman repetidamente un solo objeto aleatorio. Y cuando lo ejecuto, a veces (no siempre, pero casi) obtengo resultados claramente incorrectos. El problema NUNCA ocurre si elimino el comentario de la anotación de método Synchronized.

using System; 
using System.Threading; 
using System.Runtime.CompilerServices; 
namespace testRandom { 

    class RandTest { 
     static int NTIMES = 300; 

     private long ac=0; 

     public void run() { // ask for random number 'ntimes' and accumulate 
      for(int i=0;i<NTIMES;i++) { 
       ac+=Program.getRandInt(); 
       System.Threading.Thread.Sleep(2); 
      } 
     } 

     public double getAv() { 
      return ac/(double)NTIMES; // average 
     } 
    } 

    class Program 
    { 

     static Random random = new Random(); 
     static int MAXVAL = 256; 
     static int NTREADS = 200; 

     //[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] 
     public static int getRandInt() { 
      return random.Next(MAXVAL+1); // returns a value between 0 and MAXVAL (inclusive) 
     } 

     public static void Main(string[] args)  { 
      RandTest[] tests = new RandTest[NTREADS]; 
      Thread[] threads = new Thread[NTREADS]; 
      for(int i=0;i<NTREADS;i++) { 
       tests[i]= new RandTest(); 
       threads[i] = new Thread(new ThreadStart(tests[i].run)); 
      } 
      for(int i=0;i<NTREADS;i++) threads[i].Start(); 
      threads[0].Join(); 
      bool alive=true; 
      while(alive) { // make sure threads are finished 
       alive = false; 
       for(int i=0;i<NTREADS;i++) { if(threads[i].IsAlive) alive=true; } 
      } 
      double av=0; 
      for(int i=0;i<NTREADS;i++) av += tests[i].getAv(); 
      av /= NTREADS; 
      Console.WriteLine("Average:{0, 6:f2} Expected:{1, 6:f2}",av,MAXVAL/2.0); 

      Console.Write("Press any key to continue . . . "); 
      Console.ReadKey(true); 
     } 
    } 
} 

Un ejemplo ouput (con los valores anteriores):

Average: 78.98 Expected:128.00 
Press any key to continue . . . 

Es esto algún problema conocido? ¿Es incorrecto llamar a un objeto aleatorio desde varios hilos sin sincronizar?

ACTUALIZACIÓN: según las respuestas, los documentos indican que los métodos aleatorios no son seguros para subprocesos - mea culpa, debería haberlo leído. Tal vez lo había leído antes, pero no creía que fuera tan importante; uno podría (descuidadamente) pensar que, en el raro caso de que dos hilos ingresen al mismo método al mismo tiempo, lo peor que podría pasar es que esas llamadas obtengan resultados incorrectos, no un gran problema, si no estamos demasiado preocupados por la calidad de los números aleatorios ... Pero el problema es realmente catastrófico, porque el objeto se deja en un estado inconsistente, y de ahí en adelante regresa a cero, como se indica en here.

Answer 1

Por alguna extraña razón

No es realmente extraño - Random es documented no ser seguro para subprocesos.

Es un dolor, pero así es la vida. Consulte mi article on Random para obtener más información y sugerencias sobre cómo tener una instancia por subproceso, con guardias contra comenzar con la misma inicialización en varios subprocesos.

Answer 2

La clase Random no es segura para subprocesos.

Desde el docs:

Any instance members are not guaranteed to be thread safe 

En lugar de sincronización que hará que todos los hilos para bloquear, intente implementar el atributo ThreadStatic.

Answer 3

Al azar no se garantiza que sea seguro para subprocesos: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.random.aspx a menos que sea público estático.

Answer 4

Desafortunadamente esto es correcto, hay que tener cuidado cuando se usa la clase aleatoria.

Aquí hay dos entradas de blog con más detalles, comentarios y ejemplos de código sobre este tema:

• Another issue with the .NET Random class
• Humm … .NET Random class is not Thread Safe?

La peor parte de este comportamiento es que simplemente deja de funcionar (es decir, una vez que se produce el problema, el valor de retorno de los métodos 'random.Next ....' es 0)