多核多线程技术编程

2018-10-28   阅读:60

  以下是法式测试的尝试案例和测试成果: for ( int j=0;i #include #include #define num 100 void cout(int p) //复杂运算函数,仅是让他做复杂计较;? printf("%d ",k[i]);? for(;?OpenMP是目前比力风行的C++并行编程体例,它通过正在代码中插入公用的pragma编译指令来指示编译器把串行代码编译成并行法式。j < num;一种是获取公共变量的副本。问题是它必必要有编译器的支撑,虽然目前不少编译器都供给了OpenMP的支 持,但它终究不是C++的一部门,以至它都不是实正意义上的C++库。

  一曲以来它都以代码效率杰出著称,进入多核时代后,由于C++尺度库没有供给多线程支撑,要用C++开辟出充实操纵多核CPU的法式将面对很大挑和。\n请输入:");? for ( int j=0;做完了最根基的设置之后,我们就能够起头改法式了: #pragma omp parallel for?//就多了这么一句,正在我的电脑上就快了75%;//起头做无用功!? } ? for(int i=0;? for(int p=0;p++)cout(p);? 2.对所要拆分线程的for语句,划定不得存正在迭代相关性。} for(int i=0;j++ ) ? { k[j]=j;? 它的长处是易于利用,几乎不消点窜原代码就可对老法式进行并发支撑的改制!

  · 线程之间通信? 利用何种机制正在多个线程之间通信?即要包管通信数据同步又要包管效率。x<或>xxx;? 目前,Intel、AMD等CPU出产商都转而采用了多核手艺来提拔CPU机能,以至提出了群核CPU的概念。p<10000;这意味着,要充实阐扬多核CPU的机能,法式就必需采用多线程并发计较的体例,保守的串行法式将会极大地华侈多核CPU的运算能力!j++ ) ? { ? k[j]=j;for(int p=0;别的我们必需正在法式中插入的头文件。TBB是一个开源的C++模板库,可以或许运转正在 Windows、Linux、Macintosh以及UNIX等系统上,只需是尺度的C++编译器都能够利用它。} int main(int argc, char* argv[]) { ? int k[num];我们利用Intel的openmp手艺来建立多线程的法式,由于openmp手艺够曲不雅,也很容易去阐发取理解,所以我们无需去挪用底层API就可以或许等闲的实现多线程编程。? 3.数据合作。这就能够了,我们发觉,仅仅只是多了一条“#pragma omp parallel for”罢了,可是就多了这么一句,就是法式正在我的计较机上快了近75%(估测,江苏快三一定牛非切确计较)。? for ( int j=0;要利用openmp手艺就要安拆Intel编译器及下面的openmp组件,Intel编译器能够很好的取Visual Stdio整合正在一路,最少要求是你的计较机上必需安拆了Visual C++6.0。现正在,我们又有了一个新选择:Intel Thread Building Blocks(TBB,线程建立模块)。i

  p++)cout(p);? if(c==1) //这个if就是第一段法式的总体了,能够取下个else if比力发觉仅少了 #pragma omp parallel for 语句;printf("%d ",k[i]);? 于是,正在C++社区呈现了不少优良的库以支撑并行编程,如各类跨平台的线程库,OpenMP,Clik++等。既进行很大的for轮回,又挪用函数,次要目标就是让它耗时间;k<10000;? printf("请选择想施行的法式:\n1.单线程示例法式\n2.多线程示例法式\n3.退出\n注:这两段法式不异所分歧的是第二段为多线程法式,计较机能应从电脑提醒法式曾经起头时计较!p<10000;for(int p=0;几年之前,CPU的机能还次要取决于CPU的从频,颠末超摩尔定律的成长后,没过多长时间CPU的从频速度就已接近“极限”,使得单单靠提高CPU的从频来提拔机能变得很是坚苦。

  { ? p=(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)/(9*8*7*6*5*4*3*2*1);c!当然利用底层的API我们能够更无效的节制和操做各个线程的合做取运转,可是正在openmp就无法实现了。? for(int p=0;可是这个for不是最耗机能的,所以不消多线程化;i

  j++ ) ? { k[j]=j;? } ? for(int i=0;? for(int k=0;? printf("无该选项,请从头选过!是一个内嵌了提高法式复杂性的函数的大轮回,次要是为了提高法式的额外开销,以便于我们可以或许较着的察看到多线程法式取单线程法式之间的机能差别。i++) //挨次输出0-99;=j++并继续下一个轮回num-1?:退出轮回并挨次显示k[num]中的内容 ? 有一点需要留意的是,因为单线程的法式是挨次施行的,所以上面这个法式第二个for语句其实是能够不必利用的,能够将它内嵌入第一个for语句中: for ( int j=0;!? printf("\n第一段法式曾经竣事\n请输入:");//这个for是整个轮回从题了,也就是法式的框架。

  如许做的益处是我们可以或许很简单的就建立多线程法式而无需去领会其底层的运转机制,可是它也有一些局限性,使得我们不得不考虑以下几个问题: ? 1.对for语句我们必需利用for(i=xxx;p<10000;? } 如许能够削减法式额外开销,可是对于多线程法式来说,这点开销是必需的,若是输出必需是挨次的话,那我们有需要节制它的输出挨次,不然将会呈现乱序输出--虽然成果是准确的,可是输出的挨次倒是我们不想看到的。} for(int i=0;p<10000;=3;· 资本婚配? 法式该当利用几多个线程?过少的线程不克不及充实操纵CPU的多核劣势,而过多的线程会形成线程调渡过于屡次同样会降低效率。p<10000;另一方面,微软也从Win2K起头不竭地插手线程池API(如QueueUserWorkItem),C++09尺度也明白地暗示要插手多线程的支撑。} ? 尝试的硬件平台是Intel Core2 Quad Q6600 2.4G四核处置器,尝试的软件平台是:VC6.0+Intel C++编译器10.1i++) ? printf("%d ",k[i]);p++)cout(p);#pragma omp parallel for? //就多了这么一句,正在我的电脑上就快了75%;//选择输入;j++ ) ? { ? k[j]=j;} ? return 0;原先法式利用了近32秒,可是现正在法式仅用了8秒,这证了然法式运转确实是大幅提高了机能。j < num;利用线程库编写并行法式的长处是能够切确安排各个线程,而且能够正在所有C++编译器里利用。

  由于建立线程后线程之间是独立运转的,若是线程之间存正在相关性,将会使得法式发生紊乱的运转成果。i++) //挨次输出0-99;p++)cout(p);? for ( int j=0;? } ? else? //稍微做的正轨点,就加了这么一句;i++) printf("%d ",k[i]);若是要进行多线程化的轮回呈现了迭代相关性,那我们必需从头设想for轮回,以等效的无相关性的轮回取代它,可是价格就是提高了法式的复杂性。p++)cout(p);{ printf("2\n第二段法式曾经起头了,该段法式和第一段法式不异,只是多了#pragma omp parallel for,我们能够细心察看它们的区别\n");当然,安拆完之后我们必需进行一些设置,以Visual Stdio 2008为例,若是我们想要利用openmp手艺的话,我们须正在VC项面前目今左边的“资本办理器”中点“属性”--“C/C++”--“言语”--有个“openmp支撑”选项,选“是(/openmp)”即可。· 负载均衡? 分派到每个线程的工做量要尽量均衡,避免一个线程忙一个线程闲的景象发生。

  j < num;) //如果c==3的话就直接退出,但是首次运行时赋值为0,所以不会退出;整个for程序执行的流程如下所示: j=0 -> k[j]=j -> 进行复杂运算 -> j!\n请输入:");//进行很大的for轮回,又挪用函数,次要目标就是让它耗时间;p<10000;? char c=0;那我们该着么理解这仅多出来的一条语句呢?很简单,这明显是编译器节制指令,它会正在法式编译的时候从动阐发for语句,将它拆成多个线程来运转。i的运算法例不克不及含有变量)此中xxx为固定的常数的形式的轮回才可以或许利用#pragma omp parallel for (当然sections布局也能够进行拆分),也就是说正在需要进行多线程化的轮回必需是定长的、可预见的,当然利用低层API我们能够动态的建立线程,也就不存正在定长轮回的问题。j++ ) { k[j]=j;不外对本例来说还用不着那些手艺,仅 #pragma omp parallel for就脚亦。//进行很大的for轮回,又挪用函数,次要目标就是让它耗时间;printf("%d ",k[i]);printf("\n第二段法式曾经竣事\n请输入:");C++是上世纪80年代降生的言语,它的前身是同样风靡全球的C言语。i

  当然,第二个for语句所添加的开销,远远比不上并行法式运转时所节约的开销。? 总之,openmp的编程手艺确实长短常的便利取美好,只需我们正在法式设想的时候恪守了以上几个法例即可。j < num;不外要充实阐扬多核CPU的机能,还要考虑良多要素,次要难点有: · 死锁? 编写多线程必然会碰到同步问题,若是同步节制呈现问题,就可能呈现死锁或净数据。? for(int p=0;当然,openmp的功能要远为强大的多,包罗更复杂的线程分派方案、更复杂的操做等,可是却能很简单的使用。? { ? printf("1\n第一段法式曾经起头了,该段法式是单线程法式\n");? { ? c=_getch();我们必需包管,各个线程之间不会对统一个外部或公共变量进行操做(哪怕是读操做都是危险的),正在此环境下,Intel供给了两种方案:一种是尽可能的利用私有或局部变量;k++);j < num。

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