使用/为TBB构建分组数据结构

Constructing a grouped data structure with/for TBB

本文关键字：数据结构 构建 TBB 使用      更新时间：2023-10-16

最近我一直在考虑使用TBB而不是boost.threads来加速开发。一般来说，parallel_fo在大多数情况下都能工作，但我这里的情况有点复杂。

有一个结构数组需要根据成员变量排序的计算。这是因为变量值与将在计算期间访问的数据有关，并且根据该值对结构进行分组将允许串行设计中的缓存一致性。

#include <tbb/tbb.h>
#include <iostream>
struct thing
{
  float value_one;
  float value_two;
  unsigned int sort_id;
};
class functor
{
  thing* m_array;
public:
  functor(thing* _array) : m_array(_array) {;}
  void operator()(const tbb::blocked_range<unsigned int>& r) const
  {
    for(int i = r.begin(); i != r.end(); ++i)
    {
      //Doing a computation with array
      m_array[i].value_one = m_array[i].value_two * m_array[i].value_two;
    }
  }
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
  unsigned int n = 10;
  thing* array = new thing[n];
  // Note the ordered id groups
  array[0].sort_id = 1;
  array[1].sort_id = 1;
  array[2].sort_id = 1;
  array[3].sort_id = 2;
  array[4].sort_id = 3;
  array[5].sort_id = 5;
  array[6].sort_id = 5;
  array[7].sort_id = 9;
  array[8].sort_id = 9;
  array[9].sort_id = 9;
  // Do something parallel with array here...
  // parallel_for(tbb::blocked_range<unsigned int>(0, n, 2), functor(array));
  delete[] array;
  return 0;
}

上面给出了一个简化的例子，但实际上我很可能有一个约3000万至6000万个元素的数组。

我知道parallel_fo会将数组划分为分组的范围。然而，我希望每个范围都包含一个特定id的所有结构。我不介意这个范围是否包含多个id的结构，只要它们是连续的，并且包含这两个id的全部结构。

int count = 0;
thing** blocks = new thing*[7];
int* sizes = new int[7];
int current_id = 0;
for(unsigned int i = 0; i < n; ++i)
{
  if(array[i].sort_id != current_id)
  {
    current_id = array[i].sort_id;
    blocks[count] = &array[i];
    sizes[count] = 1;
    ++count;
  }
  else
  {
    sizes[count - 1] += 1;
  }
}
parallel_for(tbb::blocked_range<unsigned int>(0, count, 2), functor(blocks, sizes));

我是否应该以某种方式将数组划分为由另一个数组指向的更小的块，然后进行并行化（如上面的代码中所示），如果是这样，什么是有效的方法来实现这一点，或者给定的示例是最优的？有没有比parallel_fo（如task_group）更适合这个问题的替代方案？

我仍然不太清楚这个问题，因为您正在混合目标和可能的方法。

如果需要对数组进行排序，则有parallel_sort

如果您需要为排序数组建立索引，其中作为键给定的sort_id映射到主数组中给定元素组所在的索引，请使用concurrent_unordered_map存储组（如果有大量组），并使用parallel_for进行构建。

如果组的数量小于大约数百，则可以使用std::map或std::unordered_map并使用parallel_reduce来构造局部映射并将它们合并到最终状态。

最后，当您拥有正确的组数据结构时，您可以根据需要在组之间使用parallel_for。

附言：

称为任务的分组范围，将添加到堆栈中进行计算

听起来真的很奇怪。有一个用户函数（或C++11 lambda），可以被并行调用，以处理不同的范围[begin;end)。如果您将函子称为"task"，则可以，但不要将其与tbb::task混合使用。

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