c++ 并行编程

本博客将看C++并行编程的例子

1. 线程进程原理

线程是轻量级的进程，一个进程可以拥有多个线程。

编译多线程程序加入 <pthread.h> 

g++ -lphread

2. openmp库加速

2.1 openmp库加速配置及hello，world

事实上有个openmp库，可以实现单台cpu的加速

Windows下使用vs
Configuration Properties->C/C++->Language->OpenMP Support，在下拉菜单里选择Yes。然后才能使用OpenMP
并行代码为例，只需要把相应的行注释掉，就是串行代码了
默认情况下，并行区内线程数=系统中核的个数

在Linux下使用g++即可

#include <stdio.h>#include "omp.h"int main(){  #pragma omp parallel  printf( "Hello world!\n" );  return 0;}

g++ test.cpp
./a.out
输出一个
g++ -fopenmp  test.cpp
./a.out
输出12个，默认为cpu的逻辑核数（=cpu块数*cpu物理核数*（开启超线程*2））
export OMP_NUM_THREADS=6
./a.out
输出6个

一旦采用了OpenMP，线程数量就将由编译器来决定(而不是您)，因此无论线程数量如何，重要的是使程序能够正常运行

2. 实战测试

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <math.h>//一个简单的耗时任务double Sum0(double* data,long data_count);int main(){    long data_count=200000;    double* data=new double[data_count];    long i;    //初始化测试数据     for (i=0;i<data_count;++i)        data[i]=(double)(rand()*(1.0/RAND_MAX));    const long test_count=200*2;//为了能够测量出代码执行的时间，让函数执行多次    double sumresult=0;    double runtime=(double)clock();    for( i=0; i<test_count; ++i )     {        sumresult+=Sum0(data,data_count);    }    runtime=((double)clock()-runtime)/CLOCKS_PER_SEC;    printf ("< Sum0 >  ");    printf ("  最后结果     = %10.4f  ",sumresult);    printf ("  执行时间(秒) = %f  ",runtime);    delete [] data;    return 0;}double Sum0(double* data,long data_count){    double result=0;    #pragma omp parallel for schedule(static) reduction(+: result)    for (long i=0;i<data_count;++i)    {        data[i]=(double)sin(cos(data[i]));        result+=data[i];    }    return  result;}

在windows上

是否 OMP_NUM_TREADS 时间

无                     3.437s

有        2           1.586

有        4            1.349

有        8             1.46

在linux上

无           2.9036

有   12   13.9541

有    6      6.792

可以看到windows上做了将近三倍的加速，但是在linux上速度降低。可能是编程的方式不对。

下面将对其进行分析，希望能实现12倍加速

首先看如何看时间

#include <time.h>#include <iostream>using namespace std;int main(){    clock_t startTime,endTime;    startTime = clock();    for (int i = 0; i < 10000000; i++)    {        i++;    }    endTime = clock();    cout << "Totle Time : " <<(double)(endTime - startTime) / (CLOCKS_PER_SEC*1000) << "ms" << endl;    return 0;}

在linux上运行能看到结果 

[1] linux下查看核数

[2] windows下查看核数

[3] windows下openmp的配置 

[4] linux下openmp编程基础 

[5] c++并行与分布式编程[书籍]