Question

我正在尝试创建一个创建数组的程序，并使用OpenMP为该数组中的每个位置分配值。这将是微不足道的，除了我想指定一个数组负责的位置。

例如，如果我有一个长度为80和8个线程的数组，我想确保线程0只写入位置0-9，线程1到10-19，依此类推。

我是OpenMP的新手，所以我尝试了以下内容：

#include <omp.h>
#include <stdio.h>
#define N       80

int main (int argc, char *argv[]) 
{
    int nthreads = 8, tid, i, base, a[N];

    #pragma omp parallel
    {
        tid = omp_get_thread_num();
        base = ((float)tid/(float)nthreads) * N;
        for (i = 0; i < N/nthreads; i++) {
            a[base + i] = 0;
            printf("%d %d\n", tid, base+i);
        }
    }
    return 0;
}

然而，正如我所料，该计划并未访问所有职位。每次运行时输出都不同，例如：

我想我错过了一个指令，但我不知道它是哪一个。

Answer 1

你错过了一点点。指令

#pragma omp parallel

仅告知运行时以下代码块将并行执行，主要由所有线程执行。但它没有指定跨线程共享工作，只是所有线程都要执行块。要分享工作，您的代码将需要另一个指令，如此

#pragma omp parallel
{
    #pragma omp for 
    ...

这是for指令，它跨线程分配工作。

但是，您在程序设计中犯了一个错误，这比您对OpenMP语法的不熟悉更严重。正如您所建议的那样，跨线程手动分解工作正是OpenMP旨在帮助程序员避免的。通过尝试自己进行分解，您正在编写OpenMP的编程并运行两个风险：

弄错了;尤其是错误的事情，编译器和运行时将会毫不费力地想到你的想法。
精心设计并行程序，其运行速度比串行程序慢。

如果您想对线程的工作分配进行一些控制，请调查schedule子句。我建议你开始你的并行区域（注意我将这两个指令融合到一个语句中）：

#pragma omp parallel for default(none) shared(a,base,N)
{
    for (i = 0; i < N; i++) {
        a[base + i] = 0;
}

另请注意，我已指定变量的可访问性。这是一个很好的做法，特别是在学习OpenMP时。编译器会自动使i私有。

正如我所写的那样，运行时将把i上的迭代分成块，每个线程一个。第一个帖子将获得i = 0..N/num_threads，第二个帖子将获得i = (N/num_threads)+1..2N/num_threads，依此类推。

稍后您可以明确地向该指令添加schedule子句。我上面写的相当于

#pragma omp parallel for default(none) shared(a,N) schedule(static)

但您也可以尝试

#pragma omp parallel for default(none) shared(a,N) schedule(dynamic,chunk_size)

以及许多其他选项，这些选项在通常的地方都有很好的记录。

Answer 2

确保事物以你想要的方式工作的方法是使用一个只有8次迭代的循环作为外部（并行）循环，并让每个线程执行一个内部循环来访问正确的元素：

#pragma omp parallel for private(j)
   for(i = 0; i < 8; i++) {
     for(j = 0; j < 10; j++) {
       a[10*i+j] = 0;
       printf("thread %d updated element %d\n", omp_get_thread_num(), 8*i+j);
     }
   }

我现在无法对此进行测试，但我90％确定这完全符合您的要求（当您这样做时，您可以“完全控制”工作原理）。然而，它可能不是最有效的事情。首先 - 当你只想将一堆元素设置为零时，你想要使用像memset这样的内置函数，而不是循环......

Answer 3

#pragma omp parallel不足以使for循环并行化。

嗯......我注意到你真的试图手工分发工作。它不起作用的原因很可能是因为计算for循环参数的竞争条件。

如果我没记错的话，任何在并行区域之外声明的变量都会在线程之间共享。所以所有线程一次写入i，tid和base。您可以使用适当的private / shared条款。

然而，更好的方法是让OpenMP分配工作。这就足够了：

#pragma omp parallel private(tid)
{
  tid = omp_get_thread_num();
  #pramga omp for
  for (i = 0; i < N; i++) {
    a[i] = 0;
    printf("%d %d\n", tid, i);
  }
}

请注意private(tid)它为每个线程制作tid的本地副本，因此它们不会在omp_get_thread_num()上相互覆盖。此外，可以声明shared(a)，因为我们希望每个线程都在同一个表副本上工作。这是隐含的。我认为迭代器应该被声明为私有，但我认为pragma负责处理它，而不是100％它是如何在这个特定情况下，当它在并行区域之外声明时。但我确信你可以手动将它设置为shared然后搞砸了。

编辑：我注意到原始的潜在问题所以我拿出了不相关的部分。

指定数组中线程访问的位置

3 个答案: