pragma omp parallel for与pragma omp critical理解

pragma omp parallel for

#pragma omp parallel for是OpenMP API中的一个编译器指令，用于在C/C++程序中实现并行计算。这个指令告诉编译器下面的for循环应该被并行执行，即循环的迭代被分配到多个线程中，以便同时执行。这样做的目的是为了利用现代多核处理器的并行处理能力，从而加速循环的执行时间。

#pragma omp:表示通过指令前缀调用OpenMp指令

parallel：告诉编译器要创建一个并行区域，需要执行多线程

forr：表示下面的紧随其后的for循环是要执行并行的循环

#include <omp.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    #pragma omp parallel for
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("Thread %d is executing iteration %d\n", omp_get_thread_num(), i);
    }
    return 0;
}
//这个表示：for循环进行并行执行，每次循环在不同的线程执行
//同时：omp_get_thread_num()表示通过函数获取当前执行该迭代的线程编号

我的思考：

循环迭代的线程应该是独立的，即：每次迭代的结果不应该依赖于其他迭代得到的结果，不然不能执行多线程

要设置合理的线程数量执行函数，

`#pragma omp critical`

在多线程中必须考虑到不同的线程对同一个变量进行读写访问引起的data race问题。

如果线程之间不存在互斥，那么多个线程，如果到达同一个变量的时间相同，那么访问顺序变得混乱，可能导致错误的执行结果。

线程同步机制：互斥机制 | 事件同步机制

互斥锁机制

对一块共享的存储空间进行保护，保证任何时候最多只能有一个线程对这块存储空间进行访问，从而保证数据的完整性，这块存储空间称为“临界区”。可以通过critical等命令进行实现。事件同步机制的设计思路是控制线程的执行顺序，可以通过设置barrier同步路障、ordered定序区段、master主线程执行等实现。

//互斥锁的定义
#pragma omp critical{需要被保护的代码块 }
#include <iostream>
 
#include "omp.h"
using namespace std;
void main() {
  int sum = 0;
#pragma omp parallel for
//并行执行紧随其后的for循环
  for (int i = 0; i < 10000; i++) {
#pragma omp critical
#这样保证了如果到达了多个i，需要等待上一个进入了critical的i执行完成后，下一个i在进入执行程序
#防止顺序混乱
    { sum += i; }
  }
  cout << sum << endl;
}

关注这段代码中的 —— { sum += i; }

事件同步之barrier（同步路障）

barrier是OpenMP线程同步的一种方法，在多线程代码块中插入barrier，则先完成计算任务的线程到达此处会等待，直到最后一个线程也完成了计算任务。barrier相当于设置了一个线程的集合点，所有线程都到达之后才能继续往下执行。我们在使用 barrier 的时候每个并行域的线程组都有一个自己的 barrier 。我们可以通过下面的程序进行分析。

#include <iostream>
 
#include "omp.h"
using namespace std;
int sum = 0;
void Initialization() {
  for (int i = 0; i < 5; i++) sum += i;
}
void main() {
#pragma omp parallel
  {
    Initialization();
#pragma omp barrier
    printf("i=%d, thread_id=%d\n", sum, omp_get_thread_num());
  }
}
#pragma omp barrier //在当前位置设置一个栅栏