Question

我过去几个月一直试图在C多核中创建我的程序，但我一直在解决这个奇怪的问题。也许你们中的一些人可以帮助我一点点？

我遇到的问题是，当我只使用一个线程进行计算时，我的程序会给出正确的结果。但是，当我选择更多线程时，我的值开始变化，即使执行的计算应该完全相同（除了随机数生成器，但这不应该是问题，因为每个核心确实有自己独特的播种机和众所周知，生成器可以使用openmp多核处理。）

无论如何，由于程序本身是保密的，我不能给你整个代码（它太大而无法方便使用）所以我会尽力给出部分代码，这可能会进一步解释问题

首先是我包含的图书馆：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <omp.h> /* openmp header */
#include <limits.h>
#include <float.h>
#include <gsl/gsl_rng.h> /*RNG header*/
#include <gsl/gsl_randist.h> /*RNG header*/

然后我定义了一些结构等，但我知道这些工作，因为程序在单核模式下工作。然后我有main函数，我的openMP并行循环看起来像这样：

 //perform multicore calculations (loop over all photons)
 #pragma omp parallel for default(none) \
   num_threads(thread_cnt) \
   private(icount,thread_id,i) \
   shared(calc,imstr,sum_irefl,leaks) \
   copyin(scat,cap,pcap_ini,profile,absmu,ctvar,lib)
 for(icount=0; icount <= cap.ndet; icount++){
   thread_id = omp_get_thread_num();
   printf("\nthread %d scat:\n",thread_id);
   for(i=0;i<NDIM;i++) printf("%f\t",scat[i]);
   do{
     do{
       start(ctvar, absmu, profile, &pcap_ini, &cap, &icount, &imstr, &lib, calc, &thread_id); 
       do capil(ctvar, absmu, profile, &pcap_ini, &cap, &icount, &imstr, &lib, leaks, scat,
         calc, &thread_id);
       while (calc[thread_id].iesc == 0); /* perform capil until iesc not equal to 0 anymore */
       }
     while(calc[thread_id].iesc == -2); /* only do count etc if iesc!=-2, else redo start */
     count(absmu, ctvar, &cap, &icount, profile, leaks, &imstr,calc, &thread_id);
     }
   while(calc[thread_id].iesc == -3);
   sum_irefl[thread_id] = sum_irefl[thread_id] + calc[thread_id].i_refl;
   if(icount%1000 == 0 && thread_id == 0) printf("%d\t%ld\t%f\n",icount,calc[0].i_refl,
     calc[0].rh[2]);
   }

在这些子功能（start, capil, count）中，一些变量使用新值编写，calc,imstr,sum_irefl和leaks就是这种情况。我将它们设置为共享，因此每个线程都可以访问它们。但是，我不相信存在内存竞争的可能性，因为例如calc实际上是在一个数组中拆分，其中每个线程都有自己的变量（通过它们唯一的thread_id访问）和其他共享变量可能会被竞争，因为它们在任何时候都不会被读取。也许我误解了记忆种族的危险，但我认为这不会造成问题......

之前copyin变量是线程安全的（这里没有显示，但编译器没有抱怨，所以我认为这不是问题）并且它们只在并行循环中被读取，所以我再次'看看问题可能是什么。此外，我检查了并行循环开始时的每个变量都有它应该具有的值。所以在并行部分的某个地方，当我运行具有1个或更多内核的程序时，获得的值是不同的。

我知道这不是很多，但我希望你们中有些人有一个想法。如果您需要更多信息，请随时问我，因为我可以提供更多信息。

所以我想知道的事情：毕竟我有可能会有一场有害的记忆竞赛吗？你还看到其他可能出错的地方吗？你知道我可以用来检查我的多核程序的任何（相对）易于使用的程序吗？

Answer 1

要扩展我的评论，代码看起来像这样。虽然线程依赖值仍然在循环中使用，但它们不必每次通过都重新初始化，这至少可以节省一些开销。我仍然不确定我是否从你的例子中看到了问题所在。所有共享变量是否仅由thread_id引用？你提到它们没有被阅读，但它们是如何更新的，你是否正在总结或以其他方式积累价值？

#pragma omp parallel default(none) \
   num_threads(thread_cnt) \
   shared(calc,imstr,sum_irefl,leaks) \
   copyin(scat,cap,pcap_ini,profile,absmu,ctvar,lib)
{
 int icount, thread_id, i; //note, private by definition in the region
 thread_id = omp_get_thread_num();
 printf("\nthread %d scat:\n",thread_id);
 //perform multicore calculations (loop over all photons)
 #pragma omp for
 for(icount=0; icount <= cap.ndet; icount++){

   for(i=0;i<NDIM;i++) printf("%f\t",scat[i]);
   do{
     do{
       start(ctvar, absmu, profile, &pcap_ini, &cap, &icount, &imstr, &lib, calc, &thread_id); 
       do capil(ctvar, absmu, profile, &pcap_ini, &cap, &icount, &imstr, &lib, leaks, scat,
         calc, &thread_id);
       while (calc[thread_id].iesc == 0); /* perform capil until iesc not equal to 0 anymore */
       }
     while(calc[thread_id].iesc == -2); /* only do count etc if iesc!=-2, else redo start */
     count(absmu, ctvar, &cap, &icount, profile, leaks, &imstr,calc, &thread_id);
     }
   while(calc[thread_id].iesc == -3);
   sum_irefl[thread_id] = sum_irefl[thread_id] + calc[thread_id].i_refl;
   if(icount%1000 == 0 && thread_id == 0) printf("%d\t%ld\t%f\n",icount,calc[0].i_refl,
     calc[0].rh[2]);
   }
}

OpenMP不同的结果是1核心与多核

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