在 OpenMP 中重置线程局部变量

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 OpenMP 中重置线程局部变量

【英文标题】：Reset thread-local variables in OpenMP

【发布时间】：2018-05-04 12:45:07

【问题描述】：

我需要一种一致的方式来重置我的程序创建的所有线程局部变量。问题在于线程本地数据是在不同于使用它们的地方创建的。

我的程序大纲如下：

struct data_t  /* ... */ ;

// 1. Function that fetches the "global" thread-local data
data_t& GetData()

    static data_t *d = NULL;
    #pragma omp threadprivate(d); // !!!

    if (!d)  d = new data_t(); 

    return *d;


// 2 example function that uses the data
void user(int *elements, int num, int *output)

    #pragma omp parallel for shared(elements, output) if (num > 1000)
    for (int i = 0; i < num; ++i)
    
        // computation is a heavy calculation, on memoized data
        computation(GetData()); 
    

现在，我的问题是我需要一个重置数据的函数，即必须考虑创建的每个线程本地对象。

目前，我的解决方案是使用并行区域，希望使用与“并行”相同或更多的线程，因此每个对象都通过以下方式“迭代”：

void ClearThreadLocalData()

    #pragma omp parallel
    
        // assuming data_t has a "clear()" method
        GetData().clear();
    

有没有更惯用/更安全的方式来实现ClearThreadLocalData()？

【问题讨论】：

这个方法对我来说很好。

为什么你想这样做？ data_t 代表什么以及如何在并行区域之间使用它？为什么突然想清零？你所做的事情听起来很危险……在很多情况下，两个并行区域之间的线程私有变量的生命周期和值是未指定的。

@Zulan data_t 是一个包含计算的lru缓存；这些计算，如果没有预先计算/记忆，对于后续用户的每次计算都会触发数百万次（参见user 函数）。每次发生特定操作时，这些计算都会变得无效，并且必须清除缓存。

【参考方案1】：

您可以为数据创建和使用全局版本号。每次需要清除现有缓存时增加它。然后修改GetData检查版本号是否存在数据对象，丢弃现有的，如果过期则创建一个新的。 （分配的data_t 对象的版本号可以存储在data_t 中，如果你可以修改类，或者如果不能，则存储在第二个线程局部变量中。）你最终会得到类似

static int dataVersion;

data_t& GetData()

    static data_t *d = NULL;
    #pragma omp threadprivate(d); // !!!

    if (d && d->myDataVersion != dataVersion) 
        delete d;
        d = nullptr;
    
    if (!d)  
        d = new data_t();
        d->myDataVersion = dataVersion;
    

    return *d;

这不取决于data_t 中是否存在Clear 方法，但如果您有一个方法，则将删除和重置替换为对Clear 的调用。我使用d = nullptr 来避免重复调用new data_t()。

如果您想避免全局变量，全局 dataVersion 可以是 data_t 的静态成员，如果需要，它可以是原子的，尽管 GetData 需要更改才能处理。

到了重置数据的时候，改全局版本号就好了：

++dataVersion;