私有(private)和共享子句的 C++ OpenMP 计算错误

Question

我有一个要与 OpenMP 并行化的 for 循环，但存在多个计算错误，可能是由于我对 OpenMP 的多线程概念缺乏理解:

for ( int i = -X/2; i < X/2; ++i )
{
    base.y = anchor + i*rho_step;
    temp = some_function( base );
    if( temp > response )
    {
        buffer.y = base.y;
        response = temp;
    }
}

这很好用，然后我做了以下更改:

#pragma omp parallel for shared (buffer, response) private(base, temp)
for ( int i = -X/2; i < X/2; ++i )
{
    base.y = anchor + i*rho_step;
    temp = some_function( base );
    if( temp > response )
    {
        buffer.y = base.y;
        response = temp;
    }
}

在这段代码中，buffer.y 和 response 都没有正确的值。在我的理解中，每个线程都应该有一个自己的 base.y 和 temp 拷贝，它们只是用于计算的临时变量，以及 buffer 和 response 必须共享(它们将存储计算数据)，但这并不像我预期的那样工作。

唯一完美的版本如下，但显然没有性能提升:

omp_lock_t writelock;
omp_init_lock(&writelock);
omp_set_num_threads (4);

#pragma omp parallel for
for ( int i = -X/2; i < X/2; ++i )
{
    omp_set_lock(&writelock);
    base.y = anchor + i*rho_step;
    temp = some_function( base );
    if( temp > response )
    {
        buffer.y = base.y;
        response = temp;
    }
    omp_unset_lock(&writelock);
}
omp_destroy_lock(&writelock);

可能是什么问题？ (anchor 和rho_step 是这个循环中的常量)

Answer 1

为了让您的代码处理 buffer 和 response 变量的跨线程，您需要为每个线程使用一些局部变量他们，并与他们进行最终归约以更新他们的共享拷贝。

这是它的样子(未测试):

#pragma omp parallel firstprivate( base )
{
    auto localResponse = response;
    auto localBuffer = buffer;
    #pragma omp for
    for ( int i = -X/2; i < X/2; ++i )
    {
        base.y = anchor + i * rho_step;
        auto temp = some_function( base );
        if ( temp > localResponse )
        {
            localBuffer.y = base.y;
            localResponse = temp;
        }
    }
    #pragma omp critical
    {
        if ( localResponse > response )
        {
            buffer.y = localBuffer.y;
            response = localResponse;
        }
    }
}