OpenMP 子句共享与关键

Posted 2023-03-27

【中文标题】OpenMP 子句共享与关键

【英文标题】：OpenMP clause shared vs critical

【发布时间】：2021-08-13 01:40:27

【问题描述】：

我在多个线程上执行了一个循环。每个循环都会将一个值存储到一个全局向量中。所有线程都使用向量索引变量，每个线程在向量更新后递增索引。 必须保护对索引的访问。 OpenMP 中是如何进行保护的？

1/ 如果我指定#pragma omp parallel shared(k) 这会保护（同步访问）跨线程的 k-index 访问吗？

   int k = 0;
   #pragma omp parallel shared(k)
   for (int i = 1; i < d; ++i)
   
      for (int j = 0; j < i; ++j)
      
         my_vec[k++] = some_value; //no need to protect my_vector, if k is unique across trheads
      
   

2/ 我需要使用临界区吗

   int k = 0;
   #pragma omp parallel
   for (int i = 1; i < d; ++i)
   
      for (int j = 0; j < i; ++j)
      
        #pragma omp critical (section_name)
        
           my_vec[k++] = some_value;
        
      
   

3/我需要同时使用共享子句和临界区块吗？

【参考方案1】：

1/ 如果我指定 #pragma omp parallel shared(k) 这会保护 （同步访问）跨线程的 k-index 访问？

如果您使用共享的k，您将有两个竞争条件：

在变量k更新期间，即在操作k++中。 在访问数组期间my_vec在操作期间my_vec[k++] = some_value;

具有相同k 索引的多个线程可以相互重写my_vec[k] 的值。

AFAIK 没有条件使变量共享可以避免 race-condition。通常情况正好相反。如果你让一个变量共享，你可能需要确保它受到保护以防止并发线程更新。

2/ 我需要使用临界区吗

如果您只使用临界区并且变量k 在线程中是私有的，那么在访问数组my_vec 期间（在操作my_vec[k++] = some_value; )。尽管如此，如果没有另外指定（例如， private(k)），默认情况下 OpenMP 假定变量 k 在线程之间共享。因此，使用临界区足以确保mutual exclusion 对两个共享变量（即变量k 和数组my_vec）的访问

3/我需要同时使用共享子句和临界区块吗？

您可以明确指出变量 k 是共享的，但默认情况下选项 2) 就足够了。