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c - OpenMP 中数组内容的并行更新 - 并发添加元素

问题描述

我有以下代码，我想让它并行（伪代码）

int na = 10000000;
int nb = na;
double A[na];
double B[2*na];
double a;

for(int j=0;j<nb;j++)
{
  i = rand() % na;
  A[i]+=5.0*i;
  B[i+10]+=6.0*i*i;
}

当然，我不能使用#pragma omp parallel for，因为有时（无法预测）同一个元素会被两个线程同时访问。这段代码如何并行化？谢谢

标签： cparallel-processingopenmp

解决方案

有两种方法可以做到这一点：

  • 对值使用原子更新

    #pragma omp parallel for
for(int j=0;j<nb;j++)
{
    // make sure to declare i locally!
    int i = fun();
    #pragma omp atomic
    A[i]+=5.0*i;
}

    这是最简单的方法。每次写入都是原子执行的，因此成本更高。您还需要考虑从多个线程访问相邻元素变得昂贵（错误共享）。如果A很大，并且每次更新都需要进行大量计算，请使用此选项。

  • 使用数组缩减

    #pragma omp parallel for reduction(+:A)
for(int j=0;j<nb;j++)
{
    // make sure to declare i locally!
    int i = fun();
    A[i]+=5.0*i;
}

    这将为每个线程创建一个本地副本，该副本在并行区域之后A一起添加到外部。A这需要更多的内存和一些计算，但并行代码本身可以最有效地工作。如果A很小，并且每次更新的计算量很小，请使用此选项。

顺便说一句：永远不要rand()在并行应用程序中使用，它没有被定义为线程安全的，有时它是用锁实现的并且变得非常低效。

编辑：在您的示例中，B您可以安全地应用omp atomic或reduction单独应用到语句，因为每个操作只需要原子独立地执行。

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