如何为Rust中的不同线程克隆随机数生成器？ [英] How can I clone a Random Number Generator for different threads in Rust?

问题描述

我正在开发一个基于C++代码库的光线跟踪器的Rust实现(如果有人熟悉它的话)。C++版本定义的类之一是一系列采样器，以减少渲染图像中的噪波。在渲染过程中，每当需要随机数时，此采样器都会克隆到每个渲染线程中。这就是我选择在Rust中做这件事的方式，我承认这有点复杂：

#[derive(Clone)]
pub struct PixelSampler {
    samples_1d: Vec<Vec<f64>>,
    samples_2d: Vec<Vec<Point2<f64>>>,
    current_1d_dimension: i32,
    current_2d_dimension: i32,
    rng: rngs::ThreadRng
}
pub enum Samplers {
    StratifiedSampler {x_samples: i64, y_samples: i64, jitter_samples: bool, pixel: PixelSampler },
    ZeroTwoSequenceSampler { pixel: PixelSampler }
}

impl Clone for Samplers {
    fn clone(&self) -> Self {
        match self {
            Samplers::StratifiedSampler { x_samples, y_samples, jitter_samples, pixel } => { 
                Samplers::StratifiedSampler {x_samples: *x_samples,
                                             y_samples: *y_samples,
                                             jitter_samples: *jitter_samples,
                                             pixel: pixel.clone() }
             }
            Samplers::ZeroTwoSequenceSampler { pixel } => { Samplers::ZeroTwoSequenceSampler{ pixel: pixel.clone() } }
        }
    }
}

然后我还有一个Integrator，它有一个Samplers变量字段。在我的主呈现循环中，我有为每个线程运行的以下循环：

for _ in 0..NUM_THREADS {
    let int_clone = integrator.clone(); // integrator just contains a Samplers
    thread_vec.push(thread::spawn(move || {
        loop {
            // do main rendering loop
        }
    }));
}

但当我使用此命令进行编译时，我收到错误：

std::marker::Send没有为std::ptr::NonNull<rand::rngs::adapter::reseeding::ReseedingRng<rand_chacha::chacha::ChaCha20Core, rand_core::os::OsRng>>"；实现特征std::marker::Send。

我的理解是，因为我只将克隆版本移动到线程中，所以不需要实现Send。我做错了什么？

推荐答案

正如thread_rng()文档所说，它是：

[...]本质上只是对线程本地内存中的PRNG的引用。

因此，通过克隆&qot；rng"；，您没有复制带有其状态的生成器(我认为这是您的意图)，而是创建了线程本地RNG的新句柄。此句柄故意不是Send，因为它访问线程本地RNG而不锁定以提高效率。

如果希望结构包含实际的RNG，并克隆该结构以复制它，则可以使用StdRng类型，这是推荐的、高效且安全的RNG。要实例化它，请使用SeedableRng特征中的方法。例如：

#[derive(Clone)]
pub struct PixelSampler {
    samples_1d: Vec<Vec<f64>>,
    samples_2d: Vec<Vec<Point2<f64>>>,
    current_1d_dimension: i32,
    current_2d_dimension: i32,
    rng: StdRng,
}
// ...

let sampler = Samplers::ZeroTwoSequenceSampler {
    pixel: PixelSampler {
        samples_1d: vec![],
        samples_2d: vec![],
        current_1d_dimension: 0,
        current_2d_dimension: 0,
        rng: SeedableRng::from_entropy(),
    },
};
// compiles because StdRng is Send
std::thread::spawn(move || sampler).join().unwrap();

playground中的完整示例。

这篇关于如何为Rust中的不同线程克隆随机数生成器？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！