openmp：for循环和临界区中的竞争条件

Question

在运行大量线程时，我的程序出现了不可预知的错误，我试图通过插入关键部分来找出问题所在。现在我要进行以下操作

void A::func()
{
 #pragma omp parallel for
 for (int i=0; i<100; ++i)
  {
    #pragma omp critical
    results[i] = compute(i);
  }
}

这仍然给我带来了我正在努力寻找的问题。我可以让它消失的唯一方法是删除 for 循环的并行化（不是很理想！）。

注意compute 函数很复杂，实际上使用了一些缓存。如果该代码中存在问题，我不会感到惊讶，但由于整个事情现在处于关键部分，我无法理解发生了什么。

我正在尝试调试的实际 for 循环位于 https://github.com/UCL/STIR/blob/49c65340a2116834fea6a9a5cb17f73eb4a6f259/src/scatter_buildblock/ScatterSimulation.cxx#L179-L198。仍然有问题的测试版本（接近上例）是here

注意：我首先在一个更复杂的场景中发布了这个，但我删除了that post，因为 1）我的简单示例没有显示问题，2）这个场景更加令人费解。

添加了更多信息。我正在使用 Ryzen 9 5900 在 Windows 10 上尝试此操作。我的测试代码显示 WSL2/Ubuntu 20.04 上的 gcc-8 和 gcc-9 偶尔出现问题。 （我观察到 Windows 上的 VS 2019 和 WSL2/Ubuntu 20.04 上的 clang-13 都没有问题，但我猜这并不意味着太多）。

Answer 1

这是来自 github 的有问题的代码 sn-p。

#ifdef STIR_OPENMP
#pragma omp parallel for reduction(+:total_scatter) schedule(dynamic)
#endif

    for (int i = 0; i < static_cast<int>(all_bins.size()); ++i)
    {
        const Bin bin = all_bins[i];
        const double scatter_ratio = scatter_estimate(bin);

#if defined STIR_OPENMP 
#  if _OPENMP >= 201107
#    pragma omp atomic write
#  else
#    pragma omp critical(ScatterSimulationByBin_process_data_for_view_segment_num)
#  endif
#endif
        viewgram[bin.axial_pos_num()][bin.tangential_pos_num()] =
                static_cast<float>(scatter_ratio);
        total_scatter += static_cast<double>(scatter_ratio);
    } // end loop over bins

这些是您的问题的可能原因：

1. scatter_estimate 不是线程安全的。如果是这种情况，在函数之前使用#pragma omp critical 会解决它。
2. bin.axial_pos_num() 或 bin.tangential_pos_num() 不是线程安全的。请同时检查这些内容。
3. 结果取决于循环的执行顺序。如果不同的i 给出相同的索引（即bin.axial_pos_num() 和bin.tangential_pos_num()），那么不同的执行顺序可能会产生不同的结果，因为您以不同的顺序覆盖viewgram 数组的相同元素。 请注意，如果是这种情况，则可能是您的算法存在缺陷。