Vettori condivisi in OpenMP

Question

Sto provando a mettere in parallelo un programma che sto usando e ho ottenuto la seguente domanda. Avrò una perdita di prestazioni se più thread devono leggere/scrivere sullo stesso vettore ma diversi elementi del vettore? Ho la sensazione che questo sia il motivo per cui il mio programma difficilmente diventa più veloce nel parallelizzarlo. Prendere il seguente codice:

#include <vector> 

int main(){ 

    vector<double> numbers; 
    vector<double> results(10); 
    double x; 

    //write 10 values in vector numbers 
    for (int i =0; i<10; i++){ 
     numbers.push_back(cos(i)); 
    } 

#pragma omp parallel for \ 
    private(x) \ 
    shared(numbers, results) 
     for(int j = 0; j < 10; j++){ 

      x = 2 * numbers[j] + 5; 
#pragma omp critical // do I need this ? 
      { 
       results[j] = x;  
      } 
     } 

    return 0; 

} 

Ovviamente il vero programma fa operazioni molto più costosi, ma questo esempio deve solo spiegare la mia domanda. Quindi, il ciclo for può essere eseguito in modo rapido e completamente parallelo oppure i vari thread devono attendere reciprocamente perché solo un thread alla volta può accedere al numero di vettore, ad esempio sebbene stiano tutti leggendo elementi diversi del vettore?

Stessa domanda con l'operazione di scrittura: ho bisogno del pragma critico o non è un problema poiché ogni thread scrive in un diverso elemento dei risultati del vettore? Sono contento di ogni aiuto che posso ottenere ed inoltre sarebbe bello sapere se esiste un modo migliore per farlo (forse non utilizzare i vettori, ma semplici array e puntatori, ecc.) Ho anche letto i vettori aren in alcuni casi è sicuro usare thread: OpenMP and STL vector

Grazie mille per il vostro aiuto!

Answer 1

Immagino che la maggior parte dei problemi con i vettori in più thread sarebbe se deve ridimensionare, quindi copia l'intero contenuto del vettore in un nuovo posto in memoria (un pezzo più grande assegnato) che se sei accedendo a questo in parallelo, hai appena provato a leggere un oggetto che è stato cancellato.

Se non si sta ridimensionando la matrice, poi ho avuto mai avuto alcun problema con simultaneo in lettura scrive nel vettore (ovviamente a patto che non sto scrivendo due volte lo stesso elemento)

Per quanto riguarda la mancanza di potenziamento delle prestazioni, la sezione critica di openmp rallenterà il tuo programma probabilmente allo stesso modo di usare solo 1 thread (a seconda di quanto viene effettivamente fatto al di fuori di quella sezione critica)

Puoi rimuovere l'istruzione della sezione critica (con le condizioni sopra in mente).

Answer 2

Non si ottiene alcuna accelerazione proprio a causa del sectino critico, che è superfluo, dal momento che gli stessi elementi non saranno mai modificati allo stesso tempo. Rimuovere il pezzo di sezione critico e funzionerà bene.

Puoi anche giocare con la strategia di pianificazione, perché se l'accesso alla memoria non è lineare (è nell'esempio che hai dato), i thread potrebbero combattere per la cache (scrivendo elementi nella stessa linea della cache). OTOH se il numero di elementi è dato come nel tuo caso e non vi è alcuna ramificazione nel loop (quindi verranno eseguiti all'incirca alla stessa velocità), static, che è l'IIRC di default, dovrebbe funzionare comunque al meglio.

(BTW è possibile dichiarare x all'interno del ciclo per evitare private(x) e la direttiva shared è implicito IIRC (non ho mai usato).)