Go math/rand 全局源并发使用有哪些误区

Go 的 math/rand 并发误区，通常不是“随机数会不会重复”，而是把不同层级的对象当成了同一种东西。结论先说清：rand.Intn、rand.Float64 这类顶层函数可以被多个 goroutine 并发调用；通过 rand.NewSource 创建的 Source，以及由它创建的 *rand.Rand，默认不能被多个 goroutine 直接共享。共享自建实例时要么给每个 goroutine 独占，要么在外层加同步。

官方参考：https://pkg.go.dev/math/rand

先分清顶层函数、Rand 与 Source

math/rand 可以拆成三层来理解：顶层函数使用包内部的默认源；rand.New(src) 把一个 Source 包装成 *Rand；rand.NewSource(seed) 返回一个可复现、但不保证并发安全的源。真正容易出错的地方，是看到“全局”二字就以为所有随机数对象都带锁。

全局函数为什么可以直接放进 goroutine

顶层函数和自建实例的并发语义不同。下面的代码只依赖包级入口，多个 goroutine 可以同时取一个范围内的整数；它没有把 rand.NewSource 返回值塞进共享结构，也没有暴露一个可变的 *rand.Rand 给所有 worker。

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for worker := 0; worker 

“可并发使用”不等于“每次结果都不同”，也不等于“结果不可预测”。math/rand 仍然是伪随机数包；如果业务需要密码学意义上的随机性，应改用 crypto/rand。另外，rand.Intn(n) 要求 n > 0，把外部配置直接传进去仍可能因为零值或负值触发 panic。

自建 Rand 要么独占，要么加锁

需要固定种子、独立随机序列或可复现实验时，通常会写 rand.New(rand.NewSource(seed))。这一步创建的是应用自己的状态，不会自动继承顶层函数的并发保证。最简单的做法是把它放在 worker 内部，让每个 worker 拥有自己的实例。

func worker(seed int64, count int) []int {
    // 每个 worker 独占 Source 和 Rand，避免多个 goroutine 读写同一状态。
    localRand := rand.New(rand.NewSource(seed))
    values := make([]int, 0, count)
    for i := 0; i 

如果业务必须共享一个序列，就把锁和 *rand.Rand 绑定在同一个小对象里，避免调用方绕过锁直接拿到内部指针。锁保护的是整个 Rand 方法调用，不是只保护种子字段。

type SafeRand struct {
    mu sync.Mutex
    r  *rand.Rand
}

func (s *SafeRand) Intn(n int) int {
    s.mu.Lock()
    defer s.mu.Unlock()
    // 锁覆盖完整的 Rand 调用，防止内部状态被并发修改。
    return s.r.Intn(n)
}

func newSafeRand(seed int64) *SafeRand {
    // 只在构造阶段创建实例，后续统一通过 SafeRand.Intn 访问。
    return &SafeRand{r: rand.New(rand.NewSource(seed))}
}

Seed、伪随机和参数边界不要混在一起

还有几个容易被并发问题掩盖的误区：

• 不要为了“随机”在启动时反复调用顶层 Seed。当前文档已将包级 Seed 标记为 deprecated；如果目标是可复现序列，应显式创建带种子的独立 Rand，而不是修改包级默认状态。
• 不要把伪随机当作安全随机。抽样、洗牌、模拟可以考虑 math/rand；验证码、重置令牌、密钥和签名材料应使用 crypto/rand。
• 不要只看 race detector 的结果来决定设计。没有数据竞争，只能说明当前访问没有被检测到不安全并发，不能把“共享可变序列”自动变成合适的架构。先决定需要独立序列还是统一序列，再选独占或加锁。
• 不要忽略边界参数。Intn(0) 和负数上界都会 panic；配置值、数组长度和业务过滤结果都应在调用前确认大于零。

速记：顶层函数可以并发用；自建 Source 和 Rand 默认按单 goroutine 设计。要复现就独占实例，要共享就用锁；要安全随机就换 crypto/rand。

相关问题

把 rand.Rand 放进单例后，所有方法都能并发调用吗？

不能。单例只是生命周期设计，不会自动增加同步；应让每个调用方独占实例，或通过一个不暴露内部指针的加锁包装访问。

顶层 rand.Intn 和 rand.New 的 Rand 有什么本质区别？

前者走包级默认源，并发语义由标准库保证；后者由调用方持有状态，种子和序列可控，但并发责任也回到了调用方。

固定种子是不是就能保证多个 goroutine 的结果顺序？

固定种子只能让同一个状态按同一访问顺序产生可复现序列。多个 goroutine 的调度顺序不固定，因此不能仅凭固定种子保证跨运行的调用顺序。