openMP學習心得

最近發現前輩程序裏有使用openMP，不知道是幹嘛用是，所以，稍微學習了一下。最淺顯的理解就是openMP可以設置程序在多核裏的“並行”執行。這裏的“並行”是指程序裏面的一塊代碼是並行，而不是所有程序的並行執行。或者說，只是對於for循環的並行執行。

使用openMP時有兩個地方需要添加：

1.頭文件要#include<omp.h>

2.在VS2013（我用的VS2013）工程屬性中，設置支持“openMP”，如下圖所示

openMP指令有很多，這裏只介紹最簡單的對for循環是並行處理。如下，

一、#pragma omp parallel for  //默認是電腦核數，若是雙核，則會啓動2個線程，若是4核則會啓動四個線程。
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
                 //具體程序
} 

二、也可以設置線程數

omp_set_num_threads(4);//設置四個線程，注意：並不是線程數越多越好，當設置的線程數超出CPU核數時，意味着CPU核需要進行線程間調度，而調度則需要時間，會影                                                                      響速度

#pragma omp parallel for 
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
                 //具體程序
} 

三、openMP中的任務調度

問：爲什麼需要任務調度？

答：當for循環中每次迭代的計算量不相等時，如果簡單地給各個線程分配相同次數的迭代的話，會造成各個線程計算負載不均衡，這會使得有些線程先執行完，有些後執行完，造成某些CPU空閒，影響程序性能。例如：100次循環，分給四個線程，每個線程25次循環。恰好，第一個線程的25次循環都是加法，而後面的都是加減乘除的混合運算，很明顯第一個線程會很快執行完，造成CPU空閒。所以會出現線程間負載不均衡的問題，爲解決這些問題OpenMP 中提供了幾種對 for 循環並行化的任務調度方案。在 OpenMP 中，對 for 循環並行化的任務調度使用 schedule 子句來實現， 

schedule 子句的使用格式爲：
schedule(type[,size]) 

schedule 有兩個參數：type 和 size，size 參數是可選的
type 參數，表示調度類型，有四種調度類型如下：
· dynamic
· guided
· runtime
· static
這裏只介紹dynamic：

動態調度是動態地將迭代分配到各個線程，動態調度可以使用 size 參數也可以不使用 size 參數，不使用 size參數時是將迭代逐個地分配到各個線程，使用 size 參數時，每次分配給線程的迭代次數爲指定的 size 次 。

1）不使用size參數：

#pragma omp parallel for schedule(dynamic) 

for（int i=0;i<10;i++）

{

//循環體

}

若爲四核CPU，則默認四個線程，該程序運行時，i=0會給第一個線程，i=1會給第二個線程，i=2會給第三個線程，i=3會給第四個線程，i=4又給第一個......如此循環。

2）使用size參數

#pragma omp parallel for schedule(dynamic, 2)
for(i = 0; i < 10; i++ )
{
printf("i=%d, thread_id=%d\n", i, omp_get_thread_num());//omp_get_thread_num()會獲得線程ID，即第幾個線程
}
同樣爲四核CPU，i=0和i=1會給第一個線程，而i=2，i=3會給第二個線程，依次類推。

注意：在對for循環並行是時候，必須保證 for 循環裏的內容必須滿足可以並行執行，即每次循環互不相干，後一次循環不依賴亍前面的循環。