Зависимость функций openMP

Question

У меня есть 5 функций A, B, C, D, E.

Для выполнения DI нужно выполнить B, C, для выполнения EI нужно выполнить A, D.

Я пробовал это

int main()
{
    #pragma omp parallel num_threads(5) 
    {
        long t1 = clock();
        int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0;
        int th = omp_get_thread_num();
        if (th == 0) {
            a += A();
            printf("A is finished after %d\n", clock() - t1);
        }
        if (th == 1) {
            b += B();
            printf("B is finished after %d\n", clock() - t1);
        }
        if (th == 2) {
            c += C();
            printf("C is finished after %d\n", clock() - t1);
        }
        if (th == 3 && (b == 1 && c == 1)) {
            d += D();
            printf("D is finished after %d\n", clock() - t1);
        }
        if (th == 4 && (a == 1 && d == 1)) {
            e += E();
            printf("E is finished after %d\n", clock() - t1);
        }

    }
    return 0;
}

но D, E не выполнили

Все эти функции до сих пор возвращают 1 для целей отладки.

Answer 1

Переменные a, b, cи d,не может быть использована для общения между потоками , потому что все они частные . Следовательно, каждый поток имеет свою собственную частную копию. Более того, обычно не рекомендуется использовать их для синхронизации.

В вашем коде thread=3никогда не будет ждать, if (th == 3 && (b == 1 && c == 1))потому что:

1. bи cявляются частными, так thread=3есть b=0и c=0независимо от того, что другие потоки сделали их копии переменных b=0и c=0.
2. Ничто не указывает этому потоку ждать ( например, какой-то конструктор, похожий на синхронизацию).

Если вы хотите, чтобы потоки ожидали друг друга, используйте omp barrierвместо этого. Все потоки должны будут вызвать барьер, прежде чем они смогут продолжить свои вычисления.

 int main()
    {
        #pragma omp parallel num_threads(5) 
        {
            long t1 = clock();
            int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0;
            int th = omp_get_thread_num();
            if (th == 0) {
                a += A();
                printf("A is finished after %d\n", clock() - t1);
            }
            if (th == 1) {
                b += B();
                printf("B is finished after %d\n", clock() - t1);
            }
            if (th == 2) {
                c += C();
                printf("C is finished after %d\n", clock() - t1);
            }
            // Threads will wait for each other here
            #pragma omp barrier 
            if (th == 3) {
                d += D();
                printf("D is finished after %d\n", clock() - t1);
            }
            // Threads will wait for each other here
            #pragma omp barrier 
            if (th == 4) {
                e += E();
                printf("E is finished after %d\n", clock() - t1);
            }
        }
        return 0;
    }

Более сложный подход - использовать задачи с зависимостями - функцию, выпущенную в стандарте OpenMP 4.0. В этой теме уже есть хорошее объяснение того, как эта функция работает .

int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0;
#pragma omp parallel num_threads(5) shared(a, b, c, d)
{
  #pragma omp single nowait
  {
      long t1 = clock();

      int th = omp_get_thread_num();
      #pragma omp task  depend (out:a) 
      {
          a += A();
          printf("A is finished after %d\n", clock() - t1);
      }
      #pragma omp task depend (out:b) 
      {
         b += B();
         printf("B is finished after %d\n", clock() - t1);
      }
      #pragma omp task depend (out:c) 
      { 
          c += C();
          printf("C is finished after %d\n", clock() - t1);
      }
     #pragma omp task depend (in:a, b) depend(out:d) 
     {
        d += D(); 
        printf("D is finished after %d\n", clock() - t1);
     }
     #pragma omp task depend (in:a, b)  
     {
       e += E();
       printf("E is finished after %d\n", clock() - t1);
     }
  }
}
return 0;
}

Answer 2

Правильным решением OpenMP было бы использовать задачи с зависимостями данных:

    #pragma omp parallel num_threads(3)
    #pragma omp single
    {
        double t1 = omp_wtime();
        int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0;
        #pragma omp task shared(a) depend(out: a)
        {
            a += A();
            printf("A is finished after %f\n", omp_wtime() - t1);
        }
        #pragma omp task shared(b) depend(out: b)
        {
            b += B();
            printf("B is finished after %f\n", omp_wtime() - t1);
        }
        #pragma omp task shared(c) depend(out: c)
        {
            c += C();
            printf("C is finished after %f\n", omp_wtime() - t1);
        }
        #pragma omp task shared(b,c,d) depend(in: b,c) depend(out: d)
        {
            d += D();
            printf("D is finished after %f\n", omp_wtime() - t1);
        }
        #pragma omp task shared(a,d,e) depend(in: a,d)
        {
            e += E();
            printf("E is finished after %f\n", omp_wtime() - t1);
        }

    }

Здесь задача Aотмечена как производитель для значения awith, depend(out: a)а задача Dотмечена как производитель dwith depend(out: d). Задача Eотмечена как получатель этих двух значений значком depend(in: a,d). Следуя зависимостям вывода (производитель) и ввода (потребитель), среда выполнения OpenMP строит DAG выполнения (направленный ациклический граф), который сообщает ей правильный порядок выполнения всех задач. Также не нужно пять потоков - достаточно трех.

Наличие кода задания внутри singleконструкции - это очень идиоматичный OpenMP.

Зависимости задач были введены в OpenMP 4.0 еще в 2013 году, поэтому любой современный компилятор, кроме MSVC ++, должен обеспечивать поддержку этой функции.