有英特尔线程构建模块的经验吗？

Question

英特尔的Threading Building Blocks (TBB)开源库看起来非常有趣。尽管关于这个主题甚至还有O'Reilly Book，但我听不到很多人使用它。我有兴趣将它用于Unix（Mac，Linux等）环境中的一些多级并行应用程序（MPI +线程）。对于它的价值，我对高性能计算/数值方法的各种应用感兴趣。

有没有人有TBB的经验？它运作良好吗？它是否相当便携（包括GCC和其他编译器）？这个范例是否适用于您编写的程序？我应该研究其他图书馆吗？

Answer 1

我已将它介绍到我们的代码库中，因为当我们移动到16核心机器时我们需要使用bettor malloc。 8岁以下不是一个重要的问题。它对我们来说效果很好。我们计划接下来使用细粒度并发容器。理想情况下，我们可以利用产品的真正含义，但这需要重新思考我们如何构建代码。我非常喜欢TBB中的想法，但要改进代码库并不容易。

您不能将TBB视为另一个线程库。他们有一个全新的模型，它真正位于线程之上并将线程抽象出来。您将学会在任务，parallel_for类型操作和管道中思考。如果我要构建一个新项目，我可能会尝试以这种方式对其进行建模。

我们在Visual Studio中工作，它工作得很好。它最初是为linux / pthreads编写的，所以它也可以在那里运行。

Answer 2

我不是在进行数值计算，而是使用数据挖掘（想想聚类和分类），我们的工作负载可能类似：所有数据都是静态的，你可以在程序开始时使用它。我简要地调查了英特尔的TBB，并发现它们对我的需求有些过分。在使用基于pthread的原始代码开始之后，我切换到OPENMP并在可读性和性能之间得到了正确的组合。

Answer 3

可移植性

TBB是便携式的。它支持Intel和AMD（即x86）处理器，IBM PowerPC和POWER处理器，ARM处理器以及其他可能的处理器。如果您查看build directory，您可以看到构建系统支持的所有配置，包括各种操作系统（Linux，Windows，Android，MacOS，iOS，FreeBSD，AIX等）和编译器（GCC，Intel，Clang / LLVM，IBM XL等）。我没有尝试过使用PGI C ++编译器的TBB，并且知道它不适用于Cray C ++编译器（截至2017年）。

几年前，我参与了将TBB移植到IBM Blue Gene系统的工作。静态链接是一个挑战，但现在由big_iron.inc构建系统助手解决。其他问题是支持相对古老版本的GCC（4.1和4.4）并确保PowerPC原子工作。我希望在提供或兼容GCC和POSIX的平台上移植到任何当前不受支持的架构是相对简单的。

社区代码中的用法

我知道至少有两个使用TBB的HPC应用程序框架：

• MOOSE
• MADNESS

我不知道MOOSE如何使用TBB，但MADNESS使用TBB作为其任务队列和内存分配器。

性能与其他线程模型

我个人在Parallel Research Kernels项目中使用了TBB，我在其中将TBB与OpenMP，OpenCL，Kokkos，RAJA，C ++ 17 Parallel STL和其他模型进行了比较。有关详细信息，请参阅C++ subdirectory。

下图显示了上述型号在Intel Xeon Phi 7250处理器上的相对性能（细节并不重要 - 所有型号都使用相同的设置）。正如您所看到的，除了较小的问题规模之外，TBB确实做得很好，其中自适应调度的开销更具相关性。 TBB有调整旋钮，会影响这些结果。

完全披露：我在研究/寻路能力方面为英特尔工作。

Answer 4

ZThread是LGPL，如果不在开源项目中工作，则限制在动态链接中使用库。

开源版本中的线程构建模块（TBB）（有一个新的商业版本，299美元，还不知道差异）是GNU通用公共许可证版本2，带有所谓的“运行时异常” （仅限于创建免费软件时使用。） 我已经看到其他尝试接近LGPL的运行时异常但是支持商业用途和静态链接 现在的情况。

我只是写这篇文章是因为我抓住机会检查了图书馆的许可证，那些也应该根据用户想要的用途进行选择。

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Txs，Jihn指出这个更新...

Answer 5

我已经简单地使用过TBB，将来可能会更多地使用它。我喜欢使用它，最重要的是因为你不必处理C ++的宏/扩展，但仍然在语言中。它也非常便携。我在windows和linux上都使用过它。但有一点：使用TBB很难处理线程，你必须考虑任务（这实际上是一件好事）。英特尔TBB不支持您使用裸锁（这将使这个单调乏味）。但总的来说，这是我的初步经验。

我也建议你看一下openMP 3。

Answer 6

我已经研究过TBB但从未在项目中使用它。我认为ZThread没有优势（就我的目的而言）。可以找到简短且有点过时的概述here。

它有相当完整的几个线程调度选项，所有常用的同步类和一个非常方便的基于异常的线程“中断”机制。它易于扩展，编写和记录。我在20多个项目中使用过它 它也适用于支持POSIX线程和Windows的任何* NIX。

值得一看。

Answer 7

我在一个项目中使用TBB。它似乎比线程更容易使用它。 有些任务可以并行运行。任务只是调用并行化子例程。负载平衡自动完成。这就是为什么我接受它作为更高级别的并行化库。我在4核英特尔处理器上的工作速度提高了2.5倍。 有一些例子，他们在论坛上回答问题并且维护它并且它是免费的。

Answer 8

值得清楚的是TBB（线程构建模块）与其他替代方案（例如C ++ 11x并发功能）形成对比。 TBB是一个可移植且可扩展的库（不是编译器扩展），允许您以轻量级任务的形式编写代码，TBB将根据可用的CPU资源安排尽可能快地运行。它不是为其他目的设计的支持线程（例如抢占）。

我已经使用TBB将图像扫描线上for循环的现有图像处理加速到parallel_for循环（至少2-4条扫描线作为“颗粒”尺寸）。这非常成功。它确实需要（重新）写入循环体来处理任意索引而不是假设每个循环体被顺序处理（例如，在每次循环迭代之间递增的指针）。

这是一个相当简单的案例，因为没有任何共享存储要更新。使用更强大的功能（例如管道）将需要对现有代码进行大量重新构想和/或重写，因此可能更适合新代码。

这是一个强大的优势，这个基于TBB的代码仍然可移植，似乎不会同时使用其他线程策略干扰同一进程中的其他代码，以后可以在更高或更低级别与多处理策略相结合（例如可以从TBB多处理管道中的过滤器调用TBB parallel_for代码。

Answer 9

您是否看过boost库thread API？

Answer 10

  

中的线程构建块（TBB）   开源版本，（有一个   新的商业版，299美元，不   知道差异了）是GNU   通用公共许可证版本2   一个所谓的“运行时异常”（即   仅限于使用   创建免费软件。）我见过   尝试的其他运行时异常   接近LGPL但启用   商业用途和静态链接   事实并非如此。

根据此question线程构建块可以使用，没有商业用途的复制左边限制。