并行程序之OpenMP使用简析(1)

本文介绍OpenMP的基础使用方法,包括如何设置线程数量、定义线程函数及避免数据竞争等问题。通过示例代码展示了OpenMP的基本语法,并解释了全局变量与局部变量的作用范围。

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ps.再次声明:本文的示例代码来自于 Introduction to Parallel Programming (Peter Pacheco), 并在对原文翻译的基础上归纳了一些个人观点。

OpenMP是基于共享式内存的API,这里的MP不同于MPI中的MP,而是multiprocessing的意思。

而且,不像MPI和Pthread,你只要link一下它们的库文件就搞定了,使用OpenMP的程序能否编译,还要看编译器支不支持。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <omp.h>

void Hello(void); /* Thread function */
int main(int argc, char argv[]){
/* Get number of threads from command line */
    int thread_count = strtol(argv[1], NULL, 10);

    # pragma omp parallel num_threads(thread_count)
    Hello();
    return 0;
}/* main */

void Hello(void){
    int my_rank = omp_get_thread_num();
    int thread count = omp_get_num_threads();

    printf("Hello from thread %d of %dnn", my_rank, thread_count);
}/* Hello */


关键的一行在这里: # pragma omp parallel num_threads(thread_count)
有了这一行,OpenMP就会把下面一个block的代码看作是thread要并行执行的内容。

OpenMP用起来so easy,你不用像用Pthread的一样,一个一个地去join,但是用起来简单,它的灵活性就低了。

几个OpenMP里的问题

问:
OpenMP中的内存怎么避免数据竞争呢?怎么来规定临界区呢?
(这里稍微啰嗦地用一个例子解释一下数据竞争:
篮子里有11个苹果,小明想拿5个。就在小明掰开手指头发现手指头不够用的时候,小华拿走了11个苹果。10分钟后,小明用上脚趾头终于算出5<11, 苹果是够他拿的了,回头一看,咦,苹果呢???However, 小明执着地认为苹果没有消失,他在篮子里插了块牌子:此地有隐形的苹果6只。这个例子说明两线程同时进行写操作(都想修改苹果的个数)会导致数据上的竞争,产生错误)

答:
#pragma omp critical定义临界区


问:
哪些变量是所有线程可见的呢?

答:
谈到变量的可视范围(scope),OpenMP里非常简单,并行block前的变量是全局变量,如下列代码所示:

int a;
# pragma omp parallel 
{
    int c; //private variable
    a++;   //global variable
}

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