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OpenMP中几个容易混淆的函数

2015-9-11 13:38| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 1474| 评论: 0|原作者: gengshenghong|来自: CSDN

摘要: 在这里,先回顾一下OpenMP的parallel并行区域线程数量的确定,对于一个并行区域,有一个team的线程去执行,那么该分配多少个线程去执行呢?OpenMP的遇到parallel指令后创建的线程team的数量由如下过程决定:编译器默 ...

基础 函数

说明:这部分内容比较基础,主要是分析几个容易混淆的OpenMP函数,加以理解。

(1)并行区域数量的确定:
在这里,先回顾一下OpenMP的parallel并行区域线程数量的确定,对于一个并行区域,有一个team的线程去执行,那么该分配多少个线程去执行呢?
OpenMP的遇到parallel指令后创建的线程team的数量由如下过程决定:

1. if子句的结果
2. num_threads的设置
3. omp_set_num_threads()库函数的设置
4. OMP_NUM_THREADS环境变量的设置
5. 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)(http://blog.csdn.net/gengshenghong/article/details/6956878查看更多信息)2、3、4优先级依次降低的,也就是前面的设置可以覆盖后面的设置,当然也是相对而言,num_threads子句只会影响当前的并行区域,而omp_set_num_threads对OMP_NUM_THREADS环境变量的覆盖是在整个程序运行期间全局的。

(2)几个容易混淆的OpenMP函数
1. omp_get_thread_num
获取线程的num,即ID。这里的ID是OpenMP的team内的ID,在OpenMP中,一个team内的线程的ID是俺顺序排列的,0、1、2...
说明:此函数在并行区域外或者并行区域内都可以调用。在并行区域外,获取的是master线程的ID,即为0。在并行区域内,每次执行到此函数,获取的是当前执行线程的ID。
此函数比较容易理解,主要是不要和下面的omp_get_num_threads记混淆了。

2. omp_get_num_threads/omp_set_num_threads
设置/获取线程数量,此set函数是上面确定遇到parallel指令后创建team的线程的决定方式之一,用于覆盖OMP_NUM_THREADS环境变量的设置。
说明:尽管从函数名上看,它们是一对set/get函数,但是要区分它们的含义,set之后马上get,其值不一定等于set的结果,而且大部分情况都是不相等的!

首先来理解omp_set_num_threads():
作用上来说,我们知道它是用于覆盖环境变量OMP_NUM_THREDS的设置的,使用上来说,要注意的是,omp_set_num_threads只能用于并行区域之外,如果用于并行区域之内,在Debug下运行时会输出“User Error 1001: omp_set_num_threads should only be called in serial regions”到控制台,如果是Release模式不会输出,理论上应该是被忽略了。总之,在串行代码区调用omp_set_num_threads来设置线程数量。

然后分析omp_get_num_threads():
用于获取当前线程组(team)的线程数量,如果不在并行区调用,返回1.这句话就清楚了描述了get的作用了,获取的是当前线程组的线程数量,所以一般会在并行区域调用,其返回的是实际的parallel区域内由上面几大因素决定之后的实际的运行的线程数量,并不是set的值,所以也很容易理解,在串行区调用它会返回1(所以一般也不会在串行区去调用)。
总结:omp_set_num_threads在串行区域调用才会有效,omp_get_num_threads获取当前线程组的线程数量,一般在并行区域调用,在串行区域调用返回为1。两个函数没有本质上的数量关系!

3. omp_get_max_threads:
从函数名看,貌似是“获取较大的线程数量”,是的,那么这个“较大的线程数量"的具体含义呢?下面是OpenMP文档上的一段话:
The omp_get_max_threads routine returns an upper bound on the number of threads that could be used to form a new team if a parallel region without a num_threads clause were encountered after execution returns from this routine。
很清楚的说明了,这个”较大数量“是指在不使用num_threads的情况下,OpenMP形成一个新的team能创建的较大线程数量。从这里要理解到:这个较大数量,是能确定的,与其在并行区域调用,还是在串行区域调用是无关的,因为它是返回OpenMP当前环境下去创建一个”新的“team能创建的可能的较大数量。简单的理解,其实,这个值就是由以下三者确定:omp_set_num_threads、OMP_NUM_THREADS、编译器默认实现。
注意:omp_get_max_threads可以在串行或并行区域内调用,而且其结果是一样的(在其间不调用omp_set_num_threads的情况下),如果有效调用(串行区调用)了omp_set_num_threads,会改变接下来调用omp_get_max_threads的值。另外,omp_get_max_threads的返回值可能会小于omp_set_num_threads。

4. 实例:
下面的例子是使用上面几个函数的例子,根据结果可以分析出上面提到的一些内容:
#include  
  
int main(int argc, _TCHAR* argv[])    
{  
    printf("ID: %d, Max threads: %d, Num threads: %d \n",omp_get_thread_num(), omp_get_max_threads(), omp_get_num_threads());  
    omp_set_num_threads(5);  
    printf("ID: %d, Max threads: %d, Num threads: %d \n",omp_get_thread_num(), omp_get_max_threads(), omp_get_num_threads());  
  
#pragma omp parallel num_threads(5)  
    {  
        // omp_set_num_threads(6);  // Do not call it in parallel region  
        printf("ID: %d, Max threads: %d, Num threads: %d \n",omp_get_thread_num(), omp_get_max_threads(), omp_get_num_threads());  
    }  
  
    printf("ID: %d, Max threads: %d, Num threads: %d \n",omp_get_thread_num(), omp_get_max_threads(), omp_get_num_threads());  
      
    omp_set_num_threads(6);  
    printf("ID: %d, Max threads: %d, Num threads: %d \n",omp_get_thread_num(), omp_get_max_threads(), omp_get_num_threads());  
  
    return 0;    
}  

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