openmp 相关问题

我是 Openmp 编程新手，我有一个关于递归任务并行性的问题让我们考虑一下这个演示 C 代码： #包括 #包括 #包括我是 Openmp 编程新手，我有一个关于递归任务并行性的问题让我们考虑一下这个演示 C 代码： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/time.h> #include <omp.h> struct timeval t1, t2; void recursive_task(int level) { //printf("%d\n", level); if (level == 0){ usleep(1000); return; } else { recursive_task(level-1); #pragma omp task { recursive_task(level-1); } #pragma omp task { recursive_task(level-1); } #pragma omp taskwait recursive_task(level-1); } } int main() { double time; gettimeofday(&t1, 0); #pragma omp parallel { #pragma omp single { recursive_task(7); } } gettimeofday(&t2, 0); time = (double)((t2.tv_sec - t1.tv_sec) * 1000000 + t2.tv_usec - t1.tv_usec) / 1000000; printf("%.4f\n", time); return 0; } 每一级递归执行 4 次调用，其中只有第二次和第三次调用可以实际并行运行。现在我尝试了这个不同的版本： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/time.h> #include <omp.h> struct timeval t1, t2; void recursive_task(int level) { //printf("%d\n", level); if (level == 0){ usleep(1000); return; } else { #pragma omp task if(0) { recursive_task(level-1); #pragma omp task { recursive_task(level-1); } recursive_task(level-1); #pragma omp taskwait recursive_task(level-1); } } } int main() { double time; gettimeofday(&t1, 0); #pragma omp parallel { #pragma omp single { recursive_task(7); } } gettimeofday(&t2, 0); time = (double)((t2.tv_sec - t1.tv_sec) * 1000000 + t2.tv_usec - t1.tv_usec) / 1000000; printf("%.4f\n", time); return 0; } 执行似乎也遵循正确的调用顺序（我认为这与 if(0) 子句有关）。然而令我惊讶的是第二个比第一个更快。我使用 8 个线程执行，第一种方法需要 4.4 秒，第二种方法需要 3.4 秒！使第二个代码更快的主要区别是什么？重点是影响#pragma omp taskwait等待当前任务的子任务完成，当有使用#pragma omp task if(0)创建的任务时，当前任务不一样。这意味着“不”拥有较晚的指令会导致“过度同步”，从而导致更高的执行时间（当然是由于并行性较低）。事实上，在这种情况下， #pragma omp taskwait 指令会等待更多任务（尤其是没有 if(0) 的真实任务。 2 个级别的示例为了更好地理解发生了什么，我们可以分析该函数在级别 2 上到底做了什么（并将延迟增加到 10_000，以便我们可以在运行时看到任何差异）。这是扁平化代码： void recursive_task_level2() { #pragma omp task if(0) { #pragma omp task if(0) { usleep(10000); #pragma omp task usleep(10000); usleep(10000); #pragma omp taskwait usleep(10000); } #pragma omp task // <----- [A] WAITED TASK { #pragma omp task if(0) { usleep(10000); #pragma omp task usleep(10000); usleep(10000); #pragma omp taskwait usleep(10000); } } #pragma omp task if(0) // <----- [B] IMPORTANT ONE { usleep(10000); #pragma omp task usleep(10000); usleep(10000); #pragma omp taskwait // <----- [C] usleep(10000); } #pragma omp taskwait #pragma omp task if(0) { usleep(10000); #pragma omp task usleep(10000); usleep(10000); #pragma omp taskwait usleep(10000); } } } 这个想法是：如果 [B] 存在，那么 [C] 不会等待 [A]，因为它不再是子任务；但是，如果 [B] 不存在，则 [C] 等待 [A]，即等待 10 毫秒之前。通过在有/没有 [B] 以及有/没有所有其他 #pragma omp task if(0) 的情况下运行此代码来确认此效果。在这种情况下，唯一重要的指令是 [B]，而注释 [B] 确实会增加执行时间 10 毫秒（92 毫秒 vs 102 毫秒）。这证明了假设是正确的。随着级别的增加，由于过度同步，并行量会大大减少，并且额外的时间也会在关键路径上累积（当然是指数级的），从而导致巨大的执行开销。

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