방법: 동시성 런타임을 사용하기 위해 OpenMP parallel for 루프 변환

아티클
08/09/2011

이 예제에서는 OpenMP parallel 및 for 지시문을 사용하는 기본 루프를 동시성 런타임 Concurrency::parallel_for 알고리즘을 사용하도록 변환하는 방법을 보여 줍니다.

예제

이 예제에서는 OpenMP 및 동시성 런타임을 사용하여 임의의 값 배열에 있는 소수 계수를 계산합니다.

// concrt-omp-count-primes.cpp
// compile with: /EHsc /openmp
#include <ppl.h>
#include <random>
#include <array>
#include <iostream>

using namespace Concurrency;
using namespace std;

// Determines whether the input value is prime.
bool is_prime(int n)
{
   if (n < 2)
      return false;
   for (int i = 2; i < n; ++i)
   {
      if ((n % i) == 0)
         return false;
   }
   return true;
}

// Uses OpenMP to compute the count of prime numbers in an array.
void omp_count_primes(int* a, size_t size)
{
   if (size == 0)
      return;

   size_t count = 0;
   #pragma omp parallel for
      for (int i = 0; i < static_cast<int>(size); ++i)
      {
         if (is_prime(a[i])) {
            #pragma omp atomic
               ++count;
         }
      }

   wcout << L"found " << count 
         << L" prime numbers." << endl;
}

// Uses the Concurrency Runtime to compute the count of prime numbers in an array.
void concrt_count_primes(int* a, size_t size)
{
   if (size == 0)
      return;

   combinable<size_t> counts;
   parallel_for<size_t>(0, size, [&](size_t i) 
   {
      if (is_prime(a[i])) {
         counts.local()++;
      }
   });

   wcout << L"found " << counts.combine(plus<size_t>()) 
         << L" prime numbers." << endl;
}

int wmain()
{
   // The length of the array.
   const size_t size = 1000000;

   // Create an array and initialize it with random values.
   int* a = new int[size];

   mt19937 gen(42);
   for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
      a[i] = gen();
   }

   // Count prime numbers by using OpenMP and the Concurrency Runtime.

   wcout << L"Using OpenMP..." << endl;
   omp_count_primes(a, size);

   wcout << L"Using the Concurrency Runtime..." << endl;
   concrt_count_primes(a, size);

   delete[] a;
}

이 예제의 결과는 다음과 같습니다.

Using OpenMP...
found 107254 prime numbers.
Using the Concurrency Runtime...
found 107254 prime numbers.

parallel_for 알고리즘 및 OpenMP 3.0에서는 부호 있는 정수 형식 또는 부호 없는 정수 형식을 인덱스 형식으로 사용할 수 있습니다. parallel_for 알고리즘에서도 지정된 범위가 부호 있는 형식을 오버플로하지 않는지 확인합니다. OpenMP 버전 2.0 및 2.5에서는 부호 있는 정수 인덱스 형식만 사용할 수 있습니다. 또한 OpenMP에서는 인덱스 범위의 유효성을 검사하지 않습니다.

동시성 런타임을 사용하는 이 예제 버전에서는 atomic 지시문 대신 Concurrency::combinable 개체를 사용하여, 동기화할 필요 없이 카운터 값을 증가시킵니다.

parallel_for 및 기타 병렬 알고리즘에 대한 자세한 내용은 병렬 알고리즘을 참조하십시오. combinable 클래스에 대한 자세한 내용은 병렬 컨테이너 및 개체를 참조하십시오.

이 예제에서는 네이티브 배열 대신 std::array 개체에서 동작하도록 이전 예제를 수정합니다. OpenMP 버전 2.0 및 2.5에서는 parallel for 구문에 부호 있는 정수 인덱스 형식만 사용할 수 있으므로 반복기를 사용하여 STL(표준 템플릿 라이브러리) 컨테이너 요소에 병렬로 액세스할 수 없습니다. PPL(병렬 패턴 라이브러리)은 Concurrency::parallel_for_each 알고리즘을 제공하므로 STL에서 제공하는 것과 같은 작업을 반복적 컨테이너에서 병렬로 수행할 수 있습니다. 이 알고리즘은 parallel_for 알고리즘에서 사용하는 것과 같은 분할 논리를 사용합니다. parallel_for_each 알고리즘은 parallel_for_each 알고리즘이 동시에 작업을 실행한다는 점을 제외하고는 STL std::for_each 알고리즘과 비슷합니다.

// Uses OpenMP to compute the count of prime numbers in an 
// array object.
template<size_t Size>
void omp_count_primes(const array<int, Size>& a)
{
   if (a.size() == 0)
      return;

   size_t count = 0;
   int size = static_cast<int>(a.size());
   #pragma omp parallel for
      for (int i = 0; i < size; ++i)
      {
         if (is_prime(a[i])) {
            #pragma omp atomic
               ++count;
         }
      }

   wcout << L"found " << count 
         << L" prime numbers." << endl;
}

// Uses the Concurrency Runtime to compute the count of prime numbers in an 
// array object.
template<size_t Size>
void concrt_count_primes(const array<int, Size>& a)
{
   if (a.size() == 0)
      return;

   combinable<size_t> counts;
   parallel_for_each(a.begin(), a.end(), [&counts](int n) 
   {
      if (is_prime(n)) {
         counts.local()++;
      }
   });

   wcout << L"found " << counts.combine(plus<size_t>()) 
         << L" prime numbers." << endl;
}