【OpenMP学习笔记】基本使用

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前言

OpenMP 是基于共享内存模式的一种并行编程模型, 使用十分方便, 只需要串行程序中加入OpenMP预处理指令, 就可以实现串行程序的并行化. 这里主要进行一些学习记录, 使用的书籍为: Using OpenMP: Portable Shared Memory Parallel Programming 和OpenMP编译原理及实现技术

执行模式

OpenMP编程模型是以线程为基础的, OpenMP 执行模式采用fork-join的方式, 其中fork创建新线程或者唤醒已有的线程, join将多个线程合并. 在程序执行的时候, 只有主线程在运行, 当遇到需要并行计算的区域, 会派生出线程来并行执行, 在并行执行的时候, 主线程和派生线程共同工作, 在并行代码结束后, 派生线程退出或者挂起, 不再工作, 控制流程回到单独的线程中下. 下图说明了fork-join模型的执行流程

图片来自OpenMP编译原理及实现技术

HelloWorld

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <omp.h>

int main() {
#pragma omp parallel
    {
        printf("The parallel region is executed by thread %d\n",
                omp_get_thread_num());
        if ( omp_get_thread_num() == 2 ) {
            printf(" Thread %d does things differently\n", omp_get_thread_num());
        }
    }
    return 0;
}

然后使用gcc编译程序, 为了使用OpenMP需要加上-fopenmp选项

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gcc -fopenmp helloworld.c -o helloworld

下面是执行结果

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The parallel region is executed by thread 2
 Thread 2 does things differently
The parallel region is executed by thread 1
The parallel region is executed by thread 3
The parallel region is executed by thread 0

在上面的代码中, 程序开了四个线程, 其编号分别为0-3, 线程之间的执行是没有顺序的, 当下次再执行上述代码输出的结果可能就会不一样. 在上面的代码中, 我们并没有显式的指定线程的数量, OpenMP会根据下面的规则确定线程数量:

  1. num_threads的设置
  2. omp_set_num_threads()库函数的设置
  3. OMP_NUM_THREADS环境变量的设置
  4. 编译器默认实现（一般而言，默认实现的是总线程数等于处理器的核心数）

上面规则的优先级是依次递减的. 如果1 2 3 都没有指定, 那么就会使用规则4


参考文章
OpenMP Tutorial学习笔记(4)OpenMP指令之同步构造（Parallel）
OpenMP学习笔记：基本概念