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Abseil Code Review · 45/79

Abseil Random Distributions — Uniform·Exponential

· Hawk · 2분 읽기

#분포 API의 형태

Abseil 분포는 모두 자유 함수 다. URBG를 첫 인자로, 분포 파라미터를 그 뒤로.

absl::BitGen bg;
int u = absl::Uniform(bg, 0, 10);
double g = absl::Gaussian<double>(bg, 0.0, 1.0);
double e = absl::Exponential<double>(bg, 1.0);
int p = absl::Poisson<int>(bg, 5.0);
bool b = absl::Bernoulli(bg, 0.5);
double z = absl::Zipf<double>(bg, 100, 2.0);
double lr = absl::LogUniform<double>(bg, 1, 1000);

std::uniform_int_distribution처럼 분포 객체를 미리 만들 필요가 없다. 매 호출이 stateless다(파라미터는 매번 전달).

#Uniform — 가장 자주 쓰는

Uniform은 정수·실수 모두 지원한다. 두 형태가 있다.

// 기본 — [a, b) (정수·실수 동일)
int i = absl::Uniform(bg, 0, 100);
// interval tag 명시
int j = absl::Uniform(absl::IntervalClosed, bg, 1, 6); // [1, 6]
int k = absl::Uniform(absl::IntervalOpen, bg, 0, 10); // (0, 10)
int l = absl::Uniform(absl::IntervalOpenClosed, bg, 0, 9); // (0, 9]
// 단일 인자 — [0, n) 정수
int n = absl::Uniform(bg, 100);

타입 추론은 인자에서. 명시도 가능.

auto x = absl::Uniform(bg, 0, 10); // int
auto y = absl::Uniform(bg, 0.0, 1.0); // double
auto z = absl::Uniform<int64_t>(bg, 0, 1'000'000); // 명시 타입

#Gaussian / Normal

정규 분포. 평균 μ와 표준편차 σ.

double standard = absl::Gaussian<double>(bg, 0.0, 1.0);
double iq = absl::Gaussian<double>(bg, 100.0, 15.0);

absl::Gaussian은 별칭(STL 호환)이고 정식 이름은 같은 함수다. std::normal_distribution과 동일한 통계.

#Exponential

지수 분포. 인자 lambda(rate).

// 평균 = 1/lambda
double dt = absl::Exponential<double>(bg, 0.5); // 평균 2.0

도착 간격(Poisson process의 inter-arrival) 시뮬레이션에 자주 쓴다.

#Poisson

이산 Poisson 분포. 인자 mean.

int requests = absl::Poisson<int>(bg, 100.0); // 평균 100건/유닛

부하 시뮬레이션이나 큐 도착 모델링.

#Bernoulli — 동전 던지기

bool heads = absl::Bernoulli(bg, 0.5); // 50%
bool rare = absl::Bernoulli(bg, 0.01); // 1% 확률

A/B 테스트, 샘플링 게이트에 깔끔.

// 1% 샘플링 로깅
if (absl::Bernoulli(bg, 0.01)) {
LOG(INFO) << expensive_dump;
}

#Zipf — 멱법칙

웹 트래픽, 단어 빈도, 캐시 키 분포에 자주 등장.

// k ∈ [1, n], 가중치 ∝ 1 / k^s
int k = absl::Zipf<int>(bg, 1000, 1.0); // 캐시 키 핫스팟 모방

#LogUniform — 로그 균등

자릿수가 균등하게 나오는 분포.

// [1, 1000] 범위에서 자릿수 균등 (1자리, 2자리, 3자리가 같은 확률)
int latency = absl::LogUniform<int>(bg, 1, 1000);

응답 시간 분포 모델링이나 perf 테스트의 다양한 사이즈 생성에 적합.

#Beta

double q = absl::Beta<double>(bg, alpha, beta);

베이지안 추정의 사전 분포에 흔히 등장. 알파/베타가 모두 1이면 균등 분포와 같다.

#분포 카탈로그 요약

분포함수파라미터용도
UniformUniform(lo, hi)일반 random
GaussianGaussian(μ, σ)정규 분포
ExponentialExponential(λ)도착 간격
PoissonPoisson(mean)카운트
BernoulliBernoulli(p)동전, 샘플링
ZipfZipf(n, s)멱법칙, 핫스팟
LogUniformLogUniform(lo, hi)자릿수 균등
BetaBeta(α, β)베이지안 prior

std::*_distribution은 거의 1

대응이 있다(std::geometric_distribution만 Abseil에 직접 대응 없음 — 필요하면 1 + Exponential / -log(1-p)로 합성).

#작은 예시 — 부하 생성기

struct Request {
absl::Time arrival;
int size_bytes;
int latency_budget_ms;
};
std::vector<Request> GenerateLoad(absl::BitGen& bg,
absl::Duration window,
double qps_mean) {
std::vector<Request> out;
absl::Time t = absl::Now();
absl::Time end = t + window;
while (t < end) {
Request r;
r.arrival = t;
r.size_bytes = absl::LogUniform<int>(bg, 64, 1 << 20);
r.latency_budget_ms = absl::Gaussian<int>(bg, 100, 30);
out.push_back(r);
// 다음 도착까지 Exponential 간격
double dt = absl::Exponential<double>(bg, qps_mean);
t += absl::Microseconds(static_cast<int64_t>(dt * 1e6));
}
return out;
}

stateless 함수 호출 덕분에 한 BitGen으로 여러 분포가 자연스럽게 섞인다.

#회피 패턴

// 회피 — std 분포 객체를 매번 생성
for (int i = 0; i < n; ++i) {
std::normal_distribution<> dist(0, 1); // ❌ 매번 객체 생성
out[i] = dist(gen);
}
// Good — absl은 stateless
for (int i = 0; i < n; ++i) {
out[i] = absl::Gaussian<double>(bg, 0, 1);
}
// 회피 — 잘못된 interval 가정
int dice = absl::Uniform(bg, 1, 6); // ❌ 1..5만 나옴
// Good
int dice = absl::Uniform(absl::IntervalClosed, bg, 1, 6);

#정리

  • 모든 분포가 자유 함수. URBG 첫 인자 + 파라미터.
  • Stateless — 분포 객체를 들고 다닐 필요 없음.
  • Uniform은 정수·실수 모두 [a, b) 기본. interval tag로 명시 변경.
  • Gaussian/Exponential/Poisson/Bernoulli/Zipf/LogUniform/Beta가 표준 카탈로그.
  • 같은 BitGen으로 여러 분포를 자유롭게 섞어 호출.

#다음 장 예고

Part 8-03: Mocking random — 결정적 테스트를 위한 MockingBitGen.

#관련 항목

Abseil Code Review · 46 of 79

  1. 1 Abseil Code Review — Google production-grade C++ 라이브러리 분석
  2. 2 Abseil 개요 — Google이 std를 보완한 이유
  3. 3 Abseil 설계 철학 — std 호환과 추가 기능의 균형
  4. 4 Abseil 빌드와 의존성 — Bazel vs CMake
  5. 5 Abseil LTS vs HEAD 릴리스 모델 분석
  6. 6 Abseil Versioning과 ABI 호환성 정책
  7. 7 Abseil 매크로 — ABSL_HAVE_*·ABSL_ATTRIBUTE_*
  8. 8 Abseil ABSL_PREDICT_TRUE/FALSE — branch hint
  9. 9 absl::LogSeverity — 로그 레벨 타입
  10. 10 Abseil type_traits — negation·conjunction·void_t
  11. 11 Abseil Conformance·Policy 분석
  12. 12 Abseil Memory utilities 분석
  13. 13 Abseil raw_logging — heap-free 로깅
  14. 14 Abseil thread_annotations — clang TSA 통합
  15. 15 absl::Status — exception-free error handling
  16. 16 absl::StatusOr<T> — 값 또는 에러
  17. 17 absl status_macros — ASSIGN_OR_RETURN·RETURN_IF_ERROR
  18. 18 absl::Status payload — 구조화된 에러 컨텍스트
  19. 19 absl::Status ↔ exception 변환 패턴
  20. 20 absl::string_view — non-owning 문자열 참조
  21. 21 absl::string_view 함정 — dangling·c_str·임시 객체
  22. 22 absl::StrCat — 가변 인자 문자열 연결과 AlphaNum
  23. 23 absl::StrSplit — Delimiter·Predicate·컨테이너 변환
  24. 24 absl::StrJoin — 컨테이너 결합과 Formatter
  25. 25 absl::StrFormat — type-safe printf·FormatSpec
  26. 26 Abseil ASCII 함수 — locale-free 분류·대소문자 변환
  27. 27 Abseil Escape — CEscape·HexEscape·Base64
  28. 28 absl::flat_hash_map — Swiss Table 기반 hash map
  29. 29 absl::flat_hash_set — set 버전 Swiss Table
  30. 30 absl::node_hash_map — stable pointer가 필요할 때
  31. 31 absl::btree_map — sorted·cache-friendly B-tree
  32. 32 absl::FixedArray — 런타임 크기 stack 배열
  33. 33 absl::InlinedVector — small buffer optimization
  34. 34 Abseil Swiss Table internals — control byte·SIMD probing
  35. 35 absl::Mutex — reader-writer·fairness·deadlock 검출
  36. 36 absl::Mutex Conditional Critical Section — Await로 cv 없애기
  37. 37 absl::Notification — once-only signal
  38. 38 absl::BlockingCounter·Barrier — 다중 thread 조율
  39. 39 absl::Mutex annotations — clang thread-safety로 race를 컴파일 타임에
  40. 40 absl::Time·Duration 분석 — 단단한 type
  41. 41 absl::Time Format·Parse
  42. 42 absl::CivilTime 분석
  43. 43 absl::time_zone 분석
  44. 44 absl::Time mocking — 테스트 친화 시간
  45. 45 absl::BitGen — 모던 난수 생성기
  46. 46 Abseil Random Distributions — Uniform·Exponential
  47. 47 Abseil Mocking Random — 테스트 결정성
  48. 48 Abseil Random Seeding·Entropy
  49. 49 absl::int128·uint128 분석
  50. 50 absl::bits — popcount·countl_zero
  51. 51 absl::optional vs std::optional
  52. 52 absl::variant 분석
  53. 53 absl::span 분석
  54. 54 absl::any 분석
  55. 55 absl::compare — three-way 비교
  56. 56 Abseil utility — apply·in_place
  57. 57 Abseil AbslHashValue 분석
  58. 58 Abseil HashState chaining
  59. 59 Abseil Custom hashable 구현
  60. 60 Abseil LOG·VLOG·CHECK 분석
  61. 61 Abseil LogSink 분석
  62. 62 Abseil LogEntry·structured logging
  63. 63 Abseil Stack trace·failure_signal_handler
  64. 64 ABSL_FLAG 정의 분석
  65. 65 Abseil ParseCommandLine 동작
  66. 66 Abseil Flag introspection·validation
  67. 67 Google 스타일의 Abseil 사용 패턴
  68. 68 Abseil 자주 보는 anti-pattern
  69. 69 std → absl 마이그레이션 전략
  70. 70 absl::Cleanup — 함수 종료 시 실행 보장
  71. 71 Abseil algorithm container 확장 — c_sort·c_find_if·c_count_if
  72. 72 absl::function_ref와 any_invocable — 함수 객체 전달의 두 축
  73. 73 absl::bind_front와 Overload — 함수 객체 보조 도구
  74. 74 absl::Cord — 분산 시스템용 대용량 문자열
  75. 75 absl::from_chars·SimpleAtoi — 빠른 숫자 변환
  76. 76 absl::Cord vs std::string — 선택 기준과 메모리 프로파일
  77. 77 absl::GetStackTrace와 Symbolize — crash 시 readable stack
  78. 78 absl::ComputeCrc32c — 하드웨어 가속 체크섬
  79. 79 absl::PeriodicSampler — 적응형 샘플링·jitter 회피