Question

我知道如果我将多个线程中的值分配到数组中的相同位置（或递增该值等），我将需要使用互斥锁以便值在阵列的那一部分将保持连贯。

（实施例）：

for(ix = 0; ix < nx; ix++)
{
  x = x_space[ix];
  for(iy = 0; iy < ny; iy++)
  {
    y = y_space[iy];

    mutex_lock[&mut];
    sum = sum + f(x,y);
    mutex_unlock[&mut];
  }
}

但是是否还需要在代码部分周围使用互斥锁，而这些代码部分的线程可能从数组中获取值？

（实施例）：

for(ix = 0; ix < nx; ix++)
{
  mutex_lock[&xmut];
  x = x_space[ix];
  mutex_unlock[&xmut];

  for(iy = 0; iy < ny; iy++)
  {
    mutex_lock[&ymut];
    y = y_space[iy];
    mutex_unlock[&ymut];

    mutex_lock[&mut];
    sum = sum + f(x,y);
    mutex_unlock[&mut];
  }
}

Answer 1

没有。你可以这样想：许多人可以同时看一杯水，但一次只能喝一杯。

只要您只是阅读（制作副本或其他内容），就可以了。但是，如果您正在处理没有原子操作的数据类型（或某些基本数据类型没有执行原子操作，出于内存对齐等原因）并且可能其他人可以写入那个记忆，你可以看到一个处于“半改”状态的数据，其他人正在改变它。因此，您可能需要一个互斥锁，具体取决于您的情况。

Answer 2

答案是，它取决于......如果你的整数在大多数架构上都正确对齐，你将获得原子读写，因此不需要锁定。

但是，如果它们未对齐，则对它们的更新可能是非原子的，您需要锁定。除非你保证写入是原子的（即一条机器指令），否则我会把它安全地锁定。

Answer 3

只要没有任何写入/重新分配的数组 read ，就不需要锁定它们。

我是否也衷心建议不那么精细的锁定？这不会很好，是我的猜测

示例基于OpenMP

#pragma omp parallel for reduction (+:sum)
for(ix = 0; ix < nx; ix++)
{
    x = x_space[ix];
    for(iy = 0; iy < ny; iy++)
    {
        y = y_space[iy];
        sum += f(x,y);
    }
}

// sum is automatically 'collected' from the parallel team threads

Answer 4

如果您完全确定在阅读时价值无法改变，那么您就不需要互斥锁。因此，如果只有读取操作，则不需要互斥。

Answer 5

如果您的目标是仅计算总和并单独存储，则不需要互斥锁。实际上，您的算法本质上是非常“顺序”的。实际上，您可以通过计算本地总和以及最后聚合（农民工类型问题）来完全避免使用互斥锁。

Answer 6

无需使用互斥锁，只要您100％确定该数组未从其他线程调整大小/删除。

Answer 7

这主要取决于你对这个总和你要做什么以及数组本身代表什么（以及总和代表什么）。在总结它们之后，某些数组元素是否被更改是可以接受的（但是你仍在完成总和）？如果答案是是，则无需锁定。

如果答案为否，则必须在和计算的所有持续时间内锁定整个数组，并且仅在总和达到其目的后才释放锁。

Answer 8

如果你正在使用OpenMP 3.1，那么有一个很好的新功能，具有原子访问权限，在这种情况下你想要

#pragma omp atomic read
some_private_var = some_shared_var[some_index];

这有两个很好的事情，一个是暗示的同花，就像做

#pragma omp flush(some_shared_var[some_index])

在读取之前，但openmp不允许刷新解除引用的值。虽然你可以在没有列表的情况下进行刷新，但是所有内容都会被刷新，因此如果在某些计算的最内层循环中，这可能会很昂贵。

另一个好处当然是读取的原子性质。请注意，some_shared_var [some_index]可以是任意大小（可能是C ++中的结构或某个对象）。如果某个其他线程想要写入这个，例如可以通过复制对象内的每个原始数据，它就不能中断原子读取。

就开销而言，对我而言，这比锁定要快得多，如果some_shared_var [some_index]是原始数据类型，那么读取可能会原子地发生，但现在我们得到了刷新。

其他一些想法：

如果读取最新值并不重要，则可以在不使用原子读取的情况下抓住机会。这使得有可能从更快的缓存值（例如CPU寄存器）读取。请注意some_shared_var [some_index]是否是一个大对象，因为它可能会被另一个线程部分写入。

我认为原子读取必须来自内存中可供所有CPU访问的某个地方，因此它仍然可以驻留在片上缓存中（例如共享L3缓存），因此您不必被迫阅读DRAM。我不是百分百肯定这总是如此，但我已经通过计算内存使用率低于和高于我的CPU片上缓存的实验来确认它是我自己的计算机。

必须使用互斥锁来“获取”数组中的值吗？

8 个答案: