openMP-需要原子或歸約子句

Question

我正在使用openMP並行化一些語句。 我正在使用並行進行構造。 並行化的for循環如下所示：

double solverFunction::apply(double* parameters_ , Model* varModel_)  
{
     double functionEvaluation = 0;
     Command* command_ = 0;
     Model* model_ = 0;

     #pragma omp parallel for  shared (functionEvaluation) private (model_,command_)
     for (int i=rowStart;i<rowEnd+1;i++)
     {
         model_ = new Model(varModel_);
         model_->addVariable("i", i);
         model_->addVariable("j", 1);
         command_ = formulaCommand->duplicate(model_);
         functionEvaluation += command_->execute().toDouble();
     }
}

平均來說，它是可行的。 執行時間大大減少，結果與預期的一樣 。 但是，有時，尤其是對於大問題（i上的大量迭代，需要在復制構造函數中復制的大量數據）

 model_ = new Model(varModel_);

，其他？），它崩潰了。 調用棧以諸如qAtomicBasic（它是用C ++ / Qt編寫的程序），QHash之類的類結束的，我有一個想法，即由於內存中同時進行讀/寫訪問，它會崩潰。

但是，model_和command_是私有的，因此每個線程都處理每個副本。 在變量model_中，我復制varModel_，以便傳入參數的指針不會被線程更改。 類似地，command_是成員變量FormulaCommand的副本（重復的副本通常是副本構造函數）。

我確定的代碼中可能存在的缺陷是

• functionEvaluation可以同時由多個線程修改

• 在語句中復制構造函數

  model_ =新模型（varModel_）;

讀取內存中varModel_的成員以構造新的（model_）實例。 可以同時訪問varModel_數據成員，盡管這與更改其值無關，而只是讀取它們（影響它們到其他變量）。

此外，我僅看到兩項改進（我幾天后才能測試，但無論如何我都尋求建議）：

• 添加原子子句，以便不會同時寫入functionEvalution

• 添加運算符減少（+，functionEvaluation），以便自動處理與訪問functionEvaluation有關的並發

這些解決方案似乎正確地解決了問題，並且總體上更有效嗎？ 問題出在哪里與我編寫的代碼有關？ 有什么解決方案？

非常感謝！

Answer 1

最初的觀察是，正如您已經注意到的那樣，同時修改functionEvaluation是一個壞主意。 它會失敗。

另一方面，對varModel_的只讀訪問不是問題。 復制構造函數調用也不是（但是它在哪里？您的代碼沒有顯示它）。

無關地，在C ++中使用private子句是一個壞主意。 只需在並行塊內聲明線程專用變量（在本例中for循環）。

我也看不到為什么在這里使用指針。 它們的使用沒有直接意義-而是使用堆棧分配的對象。

下面的修改后的代碼應該可以工作（我還自由地統一了編碼風格……為什么在末尾加下划線？）：

double solverFunction::apply(double parameters, Model const& varModel)
{
     double result = 0;

     #pragma omp parallel for reduction(+:result)
     for (int i = rowStart; i < rowEnd + 1; ++i)
     {
         Model model(varModel);
         mode.addVariable("i", i);
         mode.addVariable("j", i);
         Command command = formulaCommand->duplicate(model);
         result += command.execute().toDouble();
     }

     return result;
}

請注意，由於固有的浮點錯誤，此代碼可能會產生與順序代碼不同的結果。 這是不可避免的。

Answer 2

同時修改functionEvaluation絕對是代碼中的問題，處理它的最佳方法是reduction子句。

另一個問題是您通過並行調用new來分配堆內存，對於許多迭代而言，這絕不是一個好主意，因為在系統范圍內，對new調用都處於鎖定狀態。 考慮切換到棧分配，因為棧是每個線程專用的，而堆是共享的。