Question

我对fortran中关于openmp的这个问题非常困惑。具体来说，当我编写这样的程序时：

PROGRAM TEST

  IMPLICIT NONE

  INTEGER :: i,j,l
  INTEGER :: M(2,2)
  i=2
  j=2
  l=41


  !$OMP PARALLEL SHARED(M),PRIVATE(l,i,j)
  !$OMP DO 

    DO i=1,2
      DO j=1,2
       DO l=0,41
      M(i,j)=M(i,j)+1
    ENDDO
    ENDDO
    ENDDO      
    !$OMP END DO
    !$OMP END PARALLEL


    END PROGRAM TEST

按照ifort -openmp test.f90进行编译后，效果很好，M(1,1)的结果与预期的结果为42。

但是，当我仅调整总和超过l和{i,j}的顺序时，如下所示：

PROGRAM TEST

  IMPLICIT NONE

  INTEGER :: i,j,l
  INTEGER :: M(2,2)
  i=2
  j=2
  l=41


  !$OMP PARALLEL SHARED(M),PRIVATE(l,i,j)
  !$OMP DO 

  DO l=0,41
    DO i=1,2
      DO j=1,2
      M(i,j)=M(i,j)+1
    ENDDO
    ENDDO
    ENDDO      
    !$OMP END DO
    !$OMP END PARALLEL


    END PROGRAM TEST

编译后：ifort -openmp test.f90，效果不佳。事实上，当您多次运行a.out时，M(1,1)的结果似乎是随机的。有谁知道这是什么问题？另外，如果我想在求和顺序下获得正确的结果：

DO l=0,41
    DO i=1,2
      DO j=1,2

我应该在哪个部分修改此代码？

非常感谢您的帮助。

Answer 1

你有竞争条件。具有不同l的线程正在尝试使用相同的元素M(i,j)。您可以使用Intel Inspector或Oracle Thread Analyzer等工具查找它（我已与英特尔核实）。最好的办法是使用原始订单。您也可以使用简化，但要小心更大的数组：

PROGRAM TEST
  IMPLICIT NONE

  INTEGER :: i,j,l
  INTEGER :: M(2,2)

  M = 0
  !$OMP PARALLEL DO PRIVATE(l,i,j),reduction(+:M)
  DO l = 0, 41
    DO i = 1, 2
      DO j = 1, 2
        M(i,j) = M(i,j) + 1
      END DO
    END DO
  END DO
  !$OMP END PARALLEL DO
  print *, M

END PROGRAM

Answer 2

您的方法存在许多问题。首先，缺少数组的初始化M.在循环中，你发出

M(i,j) = M(i,j) + 1

没有给M(i,j)提供任何初始值。因此，即使在串行情况下，算法也是不确定的，只是缺少一个问题，即使用任何特定的编译器或任何特定的求和顺序获得正确的结果。

另外，如果您将循环并行化为l，例如

!$OMP PARALLEL DO SHARED(M),PRIVATE(l,i,j)
DO l = 0, 41
  DO i = 1, 2
    DO j = 1, 2
      M(i,j) = M(i,j) + 1
    END DO
  END DO
END DO

每个线程都有一个自己的嵌套循环结构i和j覆盖所有矩阵元素。因此，不同的线程将同时访问矩阵的相同元素。结果再次是不确定的。当然，您可以尝试通过确保通过OpenMP构造解决问题，线程在访问某个矩阵元素之前相互等待。但是，这会使算法肯定太慢。在这种情况下，你可以做的最好的事情就是在矩阵元素（i和j上的循环）上并行化。

顺便说一句，行

i=2
j=2
l=41

代码中的

是多余的，因为你立即将它们用作循环变量，以便它们将被覆盖。

涉及三个do循环时的openmp问题（fortran）

2 个答案: