使用OpenMP和Eigen会导致无限循环/死锁

Using OpenMP and Eigen causes infinite loop/deadlock

本文关键字：无限循环 死锁 OpenMP Eigen 使用      更新时间：2023-10-16

我正在解决一个更大的问题，当我试图使用OpenMP并行化一些循环时，遇到了一个错误。我在下面用一些更简单的代码重现了这个问题，这些代码模仿了我自己的代码。

问题是，当我运行程序时，它会随机进入某种无限循环/死锁（CPU是100%，但什么都不做）。从我的测试中可以看出，其中一个线程试图计算矩阵矩阵乘积，但由于某种原因从未完成。

我知道，如果启用OpenMP，Eigen将使用OpenMP并行化矩阵矩阵产品。除此之外，我还添加了另一个并行循环。然而，如果我通过定义Eigen_DONT_PARALLELIZE来禁用Eigen的并行化，那么这个错误仍然会发生。

我在MacOS 10.6.8和Eigen 3.0.4上使用的是gcc版本4.6.0 20101127。

我不知道出了什么问题。。。

#include <iostream>
#include <Eigen/Core>
using namespace std;
using namespace Eigen;
MatrixXd Test(MatrixXd const& F, MatrixXd const& G)
{
  MatrixXd H(F.rows(), G.cols());
  H.noalias() = F*G;
  return H;
}
int main()
{
  MatrixXd F = MatrixXd::Random(2,2);
  MatrixXd G = MatrixXd::Random(2,2);
  #pragma omp parallel for
  for (unsigned int i = 0; i < 10000; ++i)
    MatrixXd H = Test(F,G);
  cout << "Done!" << endl;
}

经过一些调试，我认为问题位于Eigen中。在文件src/Core/products/GeneralBlockPanelKernel.h中，有一个名为manage_caching_sizes的函数，它声明了两个静态变量：

static std::ptrdiff_t m_l1CacheSize = 0;
static std::ptrdiff_t m_l2CacheSize = 0;

将其更改为：

static std::ptrdiff_t m_l1CacheSize = 0;
static std::ptrdiff_t m_l2CacheSize = 0;
#pragma omp threadprivate(m_l1CacheSize, m_l2CacheSize)

解决了我的问题。

即使是最新版本的Eigen（3.0.5），我也遇到了同样的问题。我尝试了上面提出的修复方法，但3.0.5版本不可能，因为有新的初始化程序。所以我做了以下改变：

static std::ptrdiff_t m_l1CacheSize;
static std::ptrdiff_t m_l2CacheSize;
#pragma omp threadprivate(m_l1CacheSize, m_l2CacheSize)
if (m_l1CacheSize==0)
{
    m_l1CacheSize = manage_caching_sizes_second_if_negative(queryL1CacheSize(),8 * 1024);
    m_l2CacheSize = manage_caching_sizes_second_if_negative(queryTopLevelCacheSize(),1*1024*1024);
}

解决了我的问题。

我在使用Microsoft Visual Studio 2010 SP1 PPL/parallel_fo时遇到了同样的问题。中描述了解决方案

http://eigen.tuxfamily.org/dox/TopicMultiThreading.html

在多线程应用中使用Eigen

如果您自己的应用程序是多线程的，并且线程调用Eigen，然后必须通过在创建线程之前调用以下例程：

#include <Eigen/Core>
int main(int argc, char** argv)
{
  Eigen::initParallel();
  ...
}

在应用程序与OpenMP并行的情况下，您可能想要禁用Eigen自己的并行化，如前所述部分

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