c++ openmp多線程編程

OpenMP Hello World

//omp.cc
#include <iostream>
#include <omp.h>

int main()
{
    #pragma omp parallel for
    for (char i = 'a'; i <= 'z'; i++)
    std::cout << i << std::endl;

    return 0;
}

編譯：g++ omp.cc -fopenmp

檢測是否支持 OpenMP

#ifndef _OPENMP
    fprintf(stderr, "OpenMP not supported");
#endif

omp_set_num_threads

#include <iostream>
#include "omp.h"
using namespace std;
int main(int argc, char **argv) {
    //設置線程數，一般設置的線程數不超過CPU核心數，這里開4個線程執行並行代碼段
    omp_set_num_threads(4);
    #pragma omp parallel
    {
        cout << "Hello" << ", I am Thread " << omp_get_thread_num() << endl;
    }
}

#pragma omp parallel 和 #pragma omp parallel for

#include <iostream>
#include "omp.h"

using namespace std;

int main() {
    omp_set_num_threads(4);
    #pragma omp parallel
    for (int i = 0; i < 3; i++)
        printf("i = %d, I am Thread %d\n", i, omp_get_thread_num());
    return 0;
}

#include <iostream>
#include "omp.h"

using namespace std;

int main() {
    omp_set_num_threads(4);
　　 #pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < 3; i++)
        printf("i = %d, I am Thread %d\n", i, omp_get_thread_num());
    return 0;
}

private私有變量

private 子句可以將變量聲明為線程私有，聲明稱線程私有變量以后，每個線程都有一個該變量的副本，線程之間不會互相影響，其他線程無法訪問其他線程的副本。原變量在並行部分不起任何作用，也不會受到並行部分內部操作的影響。

int temp;
#pragma omp parallel for private(temp)
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    temp = array[i];
    array[i] = doSomething(temp);
}

firstprivate

private子句不能繼承原變量的值，但是有時我們需要線程私有變量繼承原來變量的值，這樣我們就可以使用firstprivate子句來實現

int main(int argc, char* argv[])
{
    int t = 20, i;
    #pragma omp parallel for firstprivate(t)
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        //次數t被初始化為20
        t += i;
        printf("t = %d\n", t);
    }
    //此時t=20
    printf("outside t = %d\n", t);
    return 0;
}

lastprivate

lastprivate子句在退出並行部分時將計算結果賦值回原變量

lastprivate必須要搭配firstprivate一起使用

需要注意的是，在循環迭代中，是最后一次迭代的值賦值給原變量；如果是section結構，那么是程序語法上的最后一個section語句賦值給原變量。

如果是類(class)變量作為lastprivate的參數時，我們需要一個缺省構造函數，除非該變量也作為firstprivate子句的參數；此外還需要一個拷貝賦值操作符。

int main(int argc, char* argv[])
{
    int t = 20, i;
    // YOUR CODE HERE
    #pragma omp parallel for firstprivate(t), lastprivate(t)
    // END OF YOUR CODE
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        t += i;
        printf("t = %d\n", t);
    }
    printf("outside t = %d\n", t);
    return 0;
}
===== OUTPUT =====
t = 20
t = 24
t = 23
t = 21
t = 22
outside t = 24

shared

指定一個或多個變量為多個線程間的共享變量

reductions
一種常見的循環就是累加變量，OpenMP 有專門的語句reduction

OpenMP 為每個線程提供了私有的sum變量，當線程退出時，OpenMP 再把每個線程的部分和加在一起得到最終結果。

reduction支持“+,-,*,&,|,&&,||”

int sum = 0;
#pragma omp parallel for reduction(+:sum)
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    sum += array[i];
}

critical

critical區域同一時間只能被一條線程執行

#include <iostream>
int main() {
    int max = 0;
    int a[10] = {11, 2, 33, 49, 113, 20, 321, 250, 689, 16};
    #pragma omp parallel for
    for (int i=0;i<10;i++) {
        int temp = a[i];
        #pragma omp critical
        {
            if (temp > max)
               max = temp;
        }
    }
    std::cout<<"max: "<<max<<std::endl;
    return 0;
}

 

 

參考鏈接：

https://www.openmp.org/

https://www.cnblogs.com/ospider/p/5265975.html

https://blog.csdn.net/qq_40765537/article/details/106025514

https://www.cnblogs.com/yangyangcv/archive/2012/03/23/2413335.html

https://blog.csdn.net/billbliss/article/details/44131919