Когда использовать программу atomi c и единую конструкцию совместного использования в программах openMP?

Question

Я только начинаю учиться использовать OpenMP. Мне любопытно, когда можно было бы использовать single конструкция разделения работы и когда можно было бы использовать atomi c.

Из того, что я прочитал до сих пор предложение atomi c кажется избыточным . Конструкция single обозначает блок кода, который выполняется только одним потоком (не обязательно основным потоком), а предложение atomi c обеспечивает взаимное исключение, но применяется только к обновлению. ячейки памяти (обновление X в следующем примере).

Несмотря на дополнительное условие, помещенное в предложение atomi c (что его можно использовать только в ситуациях обновления), похоже, что конструкция single способна достижения всего, что может * atomi c.

Я знаю, что что-то упустил, может кто-нибудь мотивировать существование предложения atomi c?

Answer 1

Две директивы совершенно разные.

single не предоставляет никакого механизма, относящегося к взаимному исключению или инструкции atomi c. В результате секция single может работать с общей переменной, измененной другими потоками. Вы сбиты с толку, потому что вы, вероятно, предполагаете, что другие потоки ничего не делают в разделе single. Это не верно. Действительно, потоки могут завершать sh a parallel for (или другой раздел single) с закрытием nowait или могут также создавать задачи OpenMP, выполняемые во время раздела single и т. Д. c. Вот пример:

#pragma omp parallel
{
    ...

    // This section does not wait for others threads
    #pragma omp master
    {
        // some computation
        int a = rand();
        // some computation
    }

    // This section wait for others threads only at the end
    #pragma omp single
    {
        // some computation
        int b = rand();
        // some computation
    }

    ...
}

В приведенном выше коде два вызова rand могут выполняться параллельно (поскольку секция master может выполняться одним потоком, в то время как другой поток запускает * 1015). * раздел). Поскольку rand не является потокобезопасным, это может привести к неопределенным результатам (возможно, из-за гонки). Кроме того, обратите внимание, что использование директивы single не приводит к вызову rand atomi c.

. Чтобы избежать условий гонки, вы можете использовать такие директивы синхронизации, как barrier или * 1022. *. Вы также можете использовать взаимное исключение, используя инструкции critical или atomi c, используя atomic. Следует избегать директив синхронизации (когда это возможно), поскольку они часто вызывают проблемы масштабируемости. atomic инструкции могут применяться только в определенных c случаях. Например, вы не можете использовать директивы atomic для вызовов rand в приведенном выше коде. Однако вы можете использовать critical разделы для защиты этих вызовов (сохраняя при этом разделы single и master, которые могут выполняться параллельно).

atomic предпочтительнее, чем critical, когда оба имеют смысл, поскольку накладные расходы на инструкции atomic обычно меньше. Директиву atomic нельзя заменить только директивой single, поскольку atomic выполняется каждым потоком параллельной секции, а секция single - только одной.