OpenMP：在每个线程中都有一个完整的“for”循环

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenMP：在每个线程中都有一个完整的“for”循环

【英文标题】：OpenMP: having a complete 'for' loop into each thread

【发布时间】：2015-01-10 14:44:00

【问题描述】：

我有这个代码：

#pragma omp parallel

  #pragma omp single
  
    for (int i=0; i<given_number; ++i) myBuffer_1[i] = myObject_1->myFunction();
  

  #pragma omp single
  
    for (int i=0; i<given_number; ++i) myBuffer_2[i] = myObject_2->myFunction();
  


// and so on... up to 5 or 6 of myObject_x

// Then I sum up the buffers and do something with them
float result;
for (int i=0; i<given_number; ++i)
  result = myBuffer_1[i] + myBuffer_2[i];

// do something with result

如果我运行这段代码，我会得到预期的结果，但 CPU 使用率看起来相当高。相反，如果我在没有 OpenMP 的情况下正常运行它，我会得到相同的结果，但 CPU 使用率要低得多，尽管在单线程中运行。

我不想指定线程数，我希望程序根据 CPU 能力选择最大线程数，但我希望每个 for 循环完全在自己的线程中运行。我怎样才能做到这一点？

另外，我的期望是 myBuffer_1 的 for 循环运行一个线程，另一个 for 循环运行另一个线程，其余的在“主”线程中运行。这是正确的吗？

【参考方案1】：

#pragma omp single 末尾有一个隐式屏障，如果您希望两个 single 块同时运行，则需要使用 #pragma omp single nowait。

但是，根据您的要求，使用section 可能是一个更好的主意

#pragma omp parallel

    #pragma omp sections 
    
        #pragma omp section 
        
            for (int i=0; i<given_number; ++i) myBuffer_1[i] = myObject_1->myFunction();  
        
        #pragma omp section
        
            for (int i=0; i<given_number; ++i) myBuffer_2[i] = myObject_2->myFunction();  
        
    

【讨论】：

我在尝试single之前尝试过sections，我也尝试过使用nowait，我总是得到相同的结果：我的程序运行17个线程，其中7个大约需要12,50即使处理“空闲”，也占总 CPU 的百分比。 CPU 是 i7（8 线程）。

发布一个最小的可运行测试用例，错误一定在其他地方。

我在帖子中编辑了示例代码，因为对缓冲区求和的for 循环必须在主线程中执行。顺便说一句，myObject_x 的函数 myFunction() 只是进行一系列非常复杂的计算并返回一个数字，我认为问题不存在，因为它们在没有 OpenMP 的情况下运行良好。只是我不知道如何让每个for循环在自己的线程中并行运行。

您如何衡量 CPU、每核或总数？ OpenMP 尝试使用所有 CPU，对于 8 核 CPU，每个 CPU 将占用总 CPU 的 12.5%，这是您获得的数字。串行代码只使用 1 个核心，因此一个核心将使用总 CPU 的 12.5%，其余为 0%。

8 个线程中的 7 个每个占用 12,50%（正好是 100/8），所以我想每个线程都在其最大负载下工作，即使处理处于空闲状态（没有数据待处理），这对我来说很奇怪。