Question

C ++ 17通过使用可选的ExecutionPolicy参数（作为第一个参数）升级了69个STL算法以支持并行性。例如

std::sort(std::execution::par, begin(v), end(v));

我怀疑C ++ 17标准故意没有提及如何来实现多线程算法，而是由图书馆作者决定什么是最好的（并允许他们更改他们的思想，后来）。尽管如此，我仍然希望在高层次上理解在并行STL算法的实现中正在考虑哪些问题。

我心中的一些问题包括（但不限于！）：

（使用C ++应用程序）使用的最大线程数与计算机上的CPU和/或GPU核心数有何关系？
每种算法使用的线程数有何不同？（在每种情况下，每种算法是否总是使用相同数量的线程？）
是否考虑过其他线程上的其他并行STL调用（在同一个应用程序中）？（例如，如果一个线程调用std :: for_each（par，...），它是否会使用更多/更少/相同的线程，具体取决于std :: sort（par，...）是否已经在某个其他线程上运行（s）？是否有线程池？）
是否考虑到核心因外部因素而繁忙？（例如，如果1个核心非常繁忙，比如分析SETI信号，C ++应用程序会减少它使用的线程数吗？）
有些算法只使用CPU内核吗？或者只有GPU核心？
我怀疑实现会因库而不同（编译器到编译器？），甚至有关此的详细信息也会很有趣。

我意识到这些并行算法的目的是保护程序员不必担心这些细节。但是，任何能让我对图书馆内部内容进行高级概念的信息都将受到赞赏。

Answer 1

截至今天，大多数问题都无法通过标准来回答。但是，正如我所理解的那样，您的问题混合了两个概念：

C1。并行算法的约束

C2。执行算法

所有C ++ 17并行STL事物都是关于C1：它设置了在并行计算中指令和/或线程如何交错/转换的约束。另一方面，C2即将标准化，关键字为executor（稍后将详细介绍）。

对于C1，有3个标准策略（std::execution::seq，par和par_unseq）对应于任务和指令并行的每个组合。例如，当执行整数累加时，可以使用par_unseq，因为顺序并不重要。但是，对于浮点运算，其中加法不是关联的，更合适的是seq，至少可以获得确定性结果。简而言之：策略设置了对并行计算的约束，这些约束可能被智能编译器利用。

另一方面，一旦你有一个并行算法及其约束（并且可能在一些优化/转换之后），executor将找到执行它的方法。有默认执行程序（例如CPU）或者您可以创建自己的执行程序，然后，可以设置有关线程数，工作负载，处理单元等的所有配置。

截至今天，C1属于标准，但不属于C2，因此如果您将C1与兼容的编译器一起使用，您将无法指定所需的执行配置文件和库实现将为您决定（可能通过延期）。

所以，要解决你的问题：

（关于你的前5个问题）根据定义，C ++ 17并行STL库没有定义任何计算，只是数据依赖，以便允许可能的数据流转换。所有这些问题都将由executor回答（希望如此），您可以看到当前的提案here。它看起来像：

executor = get_executor();
sort( std::execution::par.on(executor), vec.begin(), vec.end());

即使你的一些问题已在该提案中定义，我也不自信在这里讨论它们......但我鼓励你阅读它并提出你自己的答案;）

（对于第6个）有许多库已经实现了类似的概念（C ++ executor的灵感来自其中一些），AFAIK：hpx，Thrust或Boost.Compute。我不知道最后两个是如何实际实现的，但是对于hpx，他们使用轻量级线程，你可以配置执行配置文件。此外，C ++ 17上面代码的预期（尚未标准化）语法基本上与hpx中的（受到很大启发）相同。

参考文献：

C++17 Parallel Algorithms and Beyond作者Bryce Adelstein lelbach
The future of ISO C++ Heterogeneous Computing作者Michael Wong
Keynote C++ executors to enable heterogeneous computing in tomorrow's C++ today作者Michael Wong
Executors for C++ - A Long Story

Answer 2

Pre-final C++17 draft没有说明＆＃34; 如何实施多线程算法＆＃34;，这是真的。实施所有者自己决定如何做到这一点。例如。 Parallel STL使用TBB作为线程后端，OpenMP作为矢量化后端。我想要了解这个实现如何与您的机器匹配 - 您需要阅读特定于实现的文档

C ++ STL（ExecutionPolicy）算法如何确定要使用多少并行线程？

2 个答案: