OpenMP的等待時間內爲

Question

我一塊，我要並行化和OpenMP程序比串行版本慢得多的代碼，那麼，什麼是錯我的執行？這是程序的代碼

#include <iostream> 
#include <gsl/gsl_math.h> 
#include "Chain.h" 
using namespace std; 

int main(){ 
    int const N=1000; 
    int timeSteps=100; 
    double delta=0.0001; 
    double qq[N]; 
    Chain ch(N); 
    ch.initCond(); 
    for (int t=0; t<timeSteps; t++){ 
    ch.changeQ(delta*t); 
    ch.calMag_i(); 
    ch.calForce001(); 
    } 
    ch.printSomething(); 
} 

的Chain.h是

class Chain{ 
    public: 
    int N; 
    double *q; 
    double *mx; 
    double *my; 
    double *force; 

    Chain(int const Np); 
    void initCond(); 
    void changeQ(double delta); 
    void calMag_i(); 
    void calForce001(); 
}; 

而且Chain.cpp是

Chain::Chain(int const Np){ 
    this->N  = Np; 
    this->q  = new double[Np]; 
    this->mx = new double[Np]; 
    this->my = new double[Np]; 
    this->force = new double[Np]; 
} 

void Chain::initCond(){ 
    for (int i=0; i<N; i++){ 
    q[i]  = 0.0; 
    force[i] = 0.0; 
    } 
} 

void Chain::changeQ(double delta){ 
    int i=0; 
    #pragma omp parallel 
    { 
    #pragma omp for 
    for (int i=0; i<N; i++){ 
     q[i] = q[i] + delta*i + 1.0*i/N; 
    } 
    } 
} 

void Chain::calMag_i(){ 
    int i =0; 
    #pragma omp parallel 
    { 
    #pragma omp for 
    for (i=0; i<N; i++){ 
     mx[i] = cos(q[i]); 
     my[i] = sin(q[i]); 
    } 
    } 
} 

void Chain::calForce001(){ 
    int i; 
    int j; 
    double fij =0.0; 
    double start_time = omp_get_wtime(); 
    #pragma omp parallel 
    { 
    #pragma omp for private(j, fij) 
    for (i=0; i<N; i++){ 
     force[i] = 0.0; 
     for (j=0; j<i; j++){ 
     fij = my[i]*mx[j] - mx[i]*my[j]; 
     #pragma omp critical 
     { 
      force[i] += fij; 
      force[j] += -fij; 
     } 
     } 
    } 
    } 
    double time = omp_get_wtime() - start_time; 
    cout <<"time = " << time <<endl; 
} 

所以方法changeQ（）和calMag_i（）是實際上比串行代碼快，但我的問題是calForce001（）。執行時間是：

• 使用OpenMP 3.939s
• 沒有OpenMP的0.217s

現在，顯然，我做錯了什麼或代碼不能並行。請有用的幫助。 在此先感謝。 卡洛斯

編輯： 爲了闡明I增加功能omp_get_wtime（）的問題來計算功能calForce001（）的執行時間和所述次爲一個執行是

• 與OMP ：0.0376656
• 而不OMP：0.00196766

因此，與OMP方法是慢20倍。

否則，我也計算用於calMag_i（）的時間方法

• 與OMP：3.3845e-05
• 而不OMP：9.9516e-05

對於這種方法omp是快3倍。

我希望這確認延遲問題在calForce001（）方法。

Answer 1

有三個原因，你沒有任何加速中受益。

• 你有#pragma omp parallel遍及你的代碼。這個編譯指南的作用是啓動「線程團隊」。在該區塊結束時，該團隊解散。這是非常昂貴的。刪除這些並使用#pragma omp parallel for而不是#pragma omp for將在第一次遇到時開始團隊，並在每個塊之後將其設置爲休眠狀態。這使我的應用程序速度提高了4倍。
• 您使用#pragma omp critical。在大多數平臺上，這將強制使用互斥鎖 - 這是一個非常激烈的爭論，因爲所有線程都想同時寫入該變量。所以，不要在這裏使用關鍵部分。你可以使用atomic updates，但在這種情況下，這不會有很大的區別 - 見第三項。只是刪除關鍵部分提高了另外3倍的速度。
• 並行性只有在有實際工作負載時纔有意義。您的所有代碼太小，無法從並行中受益。只需要太少的工作量就可以贏回開始/喚醒/銷燬線程的時間。如果你的工作量是十倍，parallel for的一些是有道理的。但特別是Chain::calForce001()將永遠不值得它，如果你必須做原子更新。

關於編程風格：您使用C++進行編程。請儘可能使用局部範圍變量 - 例如Chain::calForce001()，在內部循環中使用本地double fij。這可以使您不必編寫private子句。編譯器足夠聰明來優化。正確的作用域允許更好的優化。