【OpenMP】并行的中断，解决error C3010: “break”: 不允许跳出 OpenMP 结构化块

虽然我在《【OpenMP】Helloworld》（点击打开链接）与《【OpenMP】互斥》（点击打开链接）都提到过，OpenMP可以与多线程同样理解，但同时也提到过，两者的本质是不同的。最明显的区别，OpenMP是预分配任务的，每个CPU核算多少东西要事先平分，而多线程则在分时片之间存在竞争。最能说明的例子是，如果你的OpenMP出现如下的程序段：

#pragma omp parallel for num_threads(4)for(int i=0;i<200;i++){break;}

或者：

#pragma omp parallel num_threads(THREAD_NUM)while(中断条件){break;}

是不能通过编译的，系统会报：error C3010: “break”: 不允许跳出 OpenMP 结构化块。

这是因为，OpenMP在计算之前，会将实现分配CPU，例如如下代码：

#include "iostream"#include "omp.h"using namespace std;int main(){#pragma omp parallel for num_threads(4)for(int i=0;i<200;i++){}return 0;}

for的200次迭代会被分成连续的4段，扔给我这台电脑的4个CPU，0-49次迭代由0号CPU计算，50-99次迭代由1号CPU计算……以此类推。这个分配是在这个for被cpu计算前就执行的。

然而存在这样的情况：假设，我们希望这个i计算到第一个能被100整除且非0的数，也就是当i等于100的时候，就停止这个循环，i不要计算下去了。我最后希望得出i=100这个结果，同时用到OpenMP的cpu多核计算。我要用break;去停止，但上面提到过OpenMP的原理决定你无法用break，那该怎么办了。

当然，有人可能问为何，不直接让i自增到100得了，这只是举个例子，很多时候，你并不知道要并行多少次，比如，有个并行任务，就是并行一次将处理列表被处理的元素抹去，直到处理列表没有数位置，我又不知道处理列表到底有多长的时候……

于是，有人就开始疑惑我写成while行不行？为何网上说parallel的用法多以＃pragma omp parallel for来举例，能否将在一个while{}前面加上＃pragma omp parallel，然后将while的判断条件，改成我要跳出循环的条件。这是不对的，因为这样意思是创建若干个线程，每个线程都将执行后面的while语句，但是while循环并不会在各个线程之间进行分配。也就是说这个while语句会被多个线程重复执行。

那么，修改for循环，改成如下形式可以不？

#include "iostream"#include "omp.h"using namespace std;int main(){#pragma omp parallel for num_threads(4)for(int i=0;i<200&&(i!=0&&i%100==0);i++){}return 0;}

这也是不行了，因为上面已经提到过OpenMP中的#pragma omp parallel for，是严格分配CPU的，接下一行的for循环是有严格的格式限制的，这样写会引发：error C3017: OpenMP“for”语句中的终止测试格式不正确。

这是不是，如果涉及并行的中断，就不能用OpenMP呢？不是的，我们可以换种思维：既然OpenMP的并行不能中断，当计算已经满足条件的时候，让OpenMP的并行计算，空转就行了，不让break，又没有不能用continue。continue就是不执行这次循环的意思，较少使用但并不生僻的关键字。

上述程序可以写成如下：

#include "iostream"#include "omp.h"using namespace std;int main(){int result;//这里设置result来接受i被中断的时候的值int i=0;bool finish_flag=false;#pragma omp parallel for num_threads(4)for(i=0;i<200;i++){//计算之后无论得到这个i自增到什么值，都不会赋予给int i。int i的值，在#pragma omp parallel for num_threads(4)之后，还是保持不变。if(finish_flag==true){continue;}if(finish_flag==false){if(i!=0&&i%100==0){result=i;finish_flag=true;}}}cout<<result;return 0;}

或者这样：

#include "iostream"#include "omp.h"using namespace std;int main(){int result;bool finish_flag=false;#pragma omp parallel for num_threads(4)for(int i=0;i<200;i++){if(finish_flag==true){continue;}if(finish_flag==false){if(i!=0&&i%100==0){result=i;finish_flag=true;}}}cout<<result;return 0;}

亦或用while的形式，但while的形式需要用到OpenMP的临界区，不然最后算出来的结果是103。for则不需要。

#include "iostream"#include "omp.h"using namespace std;int main(){int i=0;bool finish_flag=false;#pragma omp parallel num_threads(4)while(!finish_flag){if(finish_flag==true){continue;}#pragma omp critical  {  if(finish_flag==false){if(i!=0&&i%100==0){finish_flag=true;}else{i++;}}}}cout<<i;return 0;}

感觉while的形式更能够让人理解，不过上述的程序无论写成怎么样，运行结果都是100：