c++ - 使用/为 TBB 构建分组数据结构

Question

最近我一直在考虑使用 TBB 而不是 boost.threads 来加速开发。通常 parallel_for 在大多数情况下都有效，但我这里的情况有点复杂。

有一个需要计算的结构数组，已根据成员变量排序。这是因为变量值与将在计算期间访问的数据相关，并且根据此对结构进行分组将允许串行设计中的缓存一致性。

#include <tbb/tbb.h>
#include <iostream>

struct thing
{
  float value_one;
  float value_two;
  unsigned int sort_id;
};

class functor
{
  thing* m_array;
public:
  functor(thing* _array) : m_array(_array) {;}
  void operator()(const tbb::blocked_range<unsigned int>& r) const
  {
    for(int i = r.begin(); i != r.end(); ++i)
    {
      //Doing a computation with array
      m_array[i].value_one = m_array[i].value_two * m_array[i].value_two;
    }
  }
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
  unsigned int n = 10;
  thing* array = new thing[n];

  // Note the ordered id groups
  array[0].sort_id = 1;
  array[1].sort_id = 1;
  array[2].sort_id = 1;
  array[3].sort_id = 2;
  array[4].sort_id = 3;
  array[5].sort_id = 5;
  array[6].sort_id = 5;
  array[7].sort_id = 9;
  array[8].sort_id = 9;
  array[9].sort_id = 9;

  // Do something parallel with array here...
  // parallel_for(tbb::blocked_range<unsigned int>(0, n, 2), functor(array));

  delete[] array;

  return 0;
}

上面给出了一个简化的例子，但实际上我很可能有一个包含大约 30-60 百万个元素的数组。

我知道 parallel_for 会将数组划分为分组范围。但是我希望每个范围都包含特定 id 的所有结构。我不介意该范围是否包含多个 ID 的结构，只要它们是连续的并且包含这两个 ID 的所有结构即可。

int count = 0;
thing** blocks = new thing*[7];
int* sizes = new int[7];

int current_id = 0;
for(unsigned int i = 0; i < n; ++i)
{
  if(array[i].sort_id != current_id)
  {
    current_id = array[i].sort_id;
    blocks[count] = &array[i];
    sizes[count] = 1;
    ++count;
  }
  else
  {
    sizes[count - 1] += 1;
  }
}

parallel_for(tbb::blocked_range<unsigned int>(0, count, 2), functor(blocks, sizes));

我是否应该以某种方式将数组分成由另一个数组指向的较小块，然后并行化(如直接在上面的代码中)，如果是这样，执行此操作的有效方法是什么，或者给出的示例是否最佳？是否有更适合解决此问题的 parallel_for 替代方案(例如 task_group)？

Answer 1

这个问题对我来说还不是很清楚，因为您正在混合目标和可能的方法。

如果需要对数组进行排序，有parallel_sort

如果您需要为排序数组建立索引，其中作为键的 sort_id 映射到给定元素组驻留在主数组中的索引，请使用 concurrent_unordered_map 来存储组(如果有大量的组)并使用 parallel_for 来构建它。

如果组数少于数百，可以使用 std::map 或 std::unordered_map 并使用 parallel_reduce构建部分映射并将它们合并到最终状态。

最后，当您拥有正确的组数据结构时，您可以根据需要在组中使用 parallel_for。

附言这个:

grouped ranges called tasks that will be added to the stack for computation

我觉得很奇怪。有一个用户仿函数(或 C++11 lambda)，可以并行调用它以处理不同的范围 [begin;end)。如果您将仿函数称为“任务”，没关系，但不要将其与 tbb::task 混合使用。