Практическое руководство. Преобразование параллельного цикла for OpenMP для использования среды выполнения с параллелизмом
В этом примере показано, как преобразовать простой цикл, использующий директивы parallel и for OpenMP, для использования алгоритма concurrency::parallel_for среды выполнения с параллелизмом.
Пример
В этом примере для подсчета простых чисел в массиве произвольных значений используется как OpenMP, так и среда выполнения с параллелизмом.
// 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;
}
В результате выполнения примера получается следующий результат:
Алгоритм parallel_for и OpenMP 3.0 допускают, чтобы тип индекса был целочисленным типом со знаком или без знака. Алгоритм parallel_for также следит, чтобы указанный диапазон не переполнял тип со знаком. OpenMP версий 2.0 и 2.5 допускает только целочисленные типы индекса со знаком. OpenMP также не проверяет диапазон индекса.
Версия этого примера, использующая среду выполнения с параллелизмом, также использует объект concurrency::combinable вместо директивы atomic, чтобы увеличивать значение счетчика без необходимости синхронизации.
Дополнительные сведения об алгоритме parallel_for и других параллельных алгоритмах см. в разделе Параллельные алгоритмы. Дополнительные сведения о классе combinable см. в разделе Параллельные контейнеры и объекты.
Этот пример отличается от предыдущего тем, что работает с объектом std::array, а не с собственным массивом. Так как OpenMP версий 2.0 и 2.5 допускает целочисленные типы индекса со знаком только в конструкции parallel for, для параллельного доступа к элементам контейнера стандартной библиотеки шаблонов (STL) нельзя использовать итераторы. Библиотека параллельных шаблонов (PPL) предоставляет алгоритм Concurrency::parallel_for_each, который параллельно выполняет задачи в итеративном контейнере, например предоставленные библиотекой STL. В нем используется такая же логика секционирования, что и в алгоритме parallel_for. Алгоритм parallel_for_each похож на алгоритм std::for_each из библиотеки STL, но алгоритм parallel_for_each выполняет задачи параллельно.
// 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(begin(a), end(a), [&counts](int n)
{
if (is_prime(n)) {
counts.local()++;
}
});
wcout << L"found " << counts.combine(plus<size_t>())
<< L" prime numbers." << endl;
}
Компиляция кода
Скопируйте код примера и вставьте его в проект или в файл с именем concrt-omp-count-primes.cpp, затем выполните в окне командной строки следующую команду.
cl.exe /EHsc /openmp concrt-omp-count-primes.cpp