c++ OpenMP 关键："one-way"锁定？

c++ OpenMP critical: "one-way" locking?

本文关键字：one-way 锁定 OpenMP 关键 c++      更新时间：2023-10-16

考虑以下串行函数。 当我并行化代码时，每个线程都会从并行区域内调用此函数(未显示(。 我正在尝试使这个线程安全且高效(快速(。

float get_stored_value__or__calculate_if_does_not_yet_exist( int A )
{    
    static std::map<int, float> my_map;
    std::map::iterator it_find = my_map.find(A);  //many threads do this often.
    bool found_A =   it_find != my_map.end();
    if (found_A)
    {
        return it_find->second;
    } 
    else
    {
      float result_for_A = calculate_value(A);  //should only be done once, really.
      my_map[A] = result_for_A;
      return result_for_A;
    }    
}

几乎每次调用此函数时，线程都会成功"找到"其"A"的存储值(无论它是什么(。 每隔一段时间，当调用"新A"时，必须计算和存储一个值。

那么我应该把#pragma omp critical放在哪里呢？

虽然很容易，但围绕所有这些进行#pragma omp critical是非常低效的，因为每个线程都会不断执行此操作，并且通常是只读情况。

有没有办法实现"单向"critical，或"单向"lock例程？ 也就是说，上述涉及迭代器的操作只应在写入else语句中的my_map时"锁定"。 但是多个线程应该能够同时执行.find调用。

我希望我说得有道理。谢谢。

根据堆栈溢出上的此链接，插入std::map不会使迭代器失效。 end()迭代器也是如此。 这是一个支持链接。

不幸的是，如果您不使用关键部分，插入可能会发生多次。 此外，由于您的 calculate_value 例程的计算成本可能很高，因此您必须锁定以避免此 else 子句以相同的值 A 操作两次，然后插入两次。

下面是一个示例函数，您可以在其中复制这种不正确的多次插入：

void testFunc(std::map<int,float> &theMap, int i)
{
    std::map<int,float>::iterator ite = theMap.find(i);
    if(ite == theMap.end())
    {
         theMap[i] = 3.14 * i * i;
     }
}

然后像这样称呼：

std::map<int,float> myMap;
int i;
#pragma omp parallel for
for(i=1;i<=100000;++i)
{
    testFunc(myMap,i % 100);
}
if(myMap.size() != 100)
{
    std::cout << "Problem!" << std::endl;
}
编辑

：编辑以纠正厄勒版本中的错误。

OpenMP 是用于自动循环并行化的编译器"工具"，而不是线程通信或同步库;因此它没有复杂的互斥锁，如读/写互斥锁：在写入时获取锁，但在读取时不获取锁。

下面是一个实现示例。

无论如何，克里斯A.的回答比我的要好:)

虽然@ChrisA的答案可能会解决你的问题，但我会把我的答案留在这里，以防将来的搜索者发现它有用。

如果您愿意，可以给#pragma omp critical部分一个name。然后，具有该名称的任何部分都被视为相同的关键部分。如果这是您想要做的，您可以轻松地使方法的一小部分变得至关重要。

#pragma omp critical map_protect
{
    std::map::iterator it_find = my_map.find(A);  //many threads do this often.
    bool found_A =   it_find != my_map.end();
}

。

#pragma omp critical map_protect
{
    float result_for_A = calculate_value(A);  //should only be done once, really.
    my_map[A] = result_for_A;
}

#pragma omp atomic 和 #pragma omp flush 指令也可能有用。

atomic会导致对内存位置(在指令前面的表达式中的左值(的写入始终是原子的。

flush确保预期可供所有线程使用的任何内存实际上都写入所有线程，而不是存储在处理器缓存中，并且在应有的位置不可用。

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