fortran - 为什么 OpenMP 原子性和关键性不能给出正确的结果？

Question

我编写了以下 Fortran 代码来测试原子和关键

program test
    implicit none
    integer::i
    integer::a(10),b(10),atmp(10),btmp(10)
    a=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
    b=[12,32,54,77,32,19,34,1,75,45]
    atmp=a
    btmp=b
    write(*,'(1X,10I4)') a+b
    print*,'------------------'
    !$omp parallel
    !$omp do
    do i=1,10
        B(I) = B(I)+A(I)
    end do
    !$omp end do
    !$omp single
    write(*,'(1X,10I4)') b
    !$omp end single

    a=atmp
    b=btmp
    !$omp do
    do i=1,10
        !$omp critical
        B(I) = B(I)+A(I)
        !$omp end critical
    end do
    !$omp end do
    !$omp single
    write(*,'(1X,10I4)') b
    !$omp end single

    a=atmp
    b=btmp
    !$omp do
    do i=1,10
        !$omp atomic
        B(I) = B(I)+A(I)
        !$omp end atomic
    end do
    !$omp end do
    !$omp single
    write(*,'(1X,10I4)') b
    !$omp end single

    !$omp end parallel
end program

输出为

这意味着atomic和ritic的结果是错误的。这很奇怪，我认为添加它们可以避免赛车状况。然而，没有同步的第一个循环给出了正确的答案，这里没有赛车吗？我的代码有什么问题吗？

Answer 1

代码中的问题是竞争条件

   !$omp parallel

...
    a=atmp
    b=btmp
...
    !$omp end parallel

所有线程都执行该操作，并且它们会发生冲突。您希望在这些行周围omp single。

您不需要任何原子或关键

!$omp do
do i=1,10
    B(I) = B(I)+A(I)
end do
!$omp end do

因为每个线程都对不同的数组元素进行操作。

在 OpenMP 规范的示例中，问题在于

!$OMP   PARALLEL DO SHARED(X, Y, INDEX, N)
DO I=1,N
  !$OMP       ATOMIC UPDATE
  X(INDEX(I)) = X(INDEX(I)) + WORK1(I)

数组或函数 INDEX(I) 可以为具有不同 I 的两个不同线程返回相同的值，您必须保护这种潜在的竞争条件。