并行插入到地图答案

【问题标题】：Parallel insertion to map并行插入到地图
【发布时间】：2019-01-14 23:45:38
【问题描述】：

我想创建一个映射整数对的整数向量。我的目的是以并行方式进行。为了确保我不会同时尝试 push_back 到同一个内存实体（通过多个线程），map 的密钥对的第二个坐标负责当前线程号。然而，我遇到了问题。似乎某些值没有正确插入。我没有得到 10 个值，而是总是更少（有时是 9，有时是 8、6 等）

map<pair<int, int>, vector<int> > test;
#pragma omp parallel num_threads(8)
{
    #pragma omp for
    for (int i = 0;i < 10;i++)
    {
        test[make_pair(i % 3, omp_get_thread_num())].push_back(i);
    }
}

我也试过test.at(make_pair(i % 3, omp_get_thread_num())).push_back(i)，但也没有用。但是，在这种情况下，执行因异常而中断。

我认为#pragma omp for 将for 循环分配到 (0,...,9) 的不相交子序列中，因此我的代码不应该有问题...我有点困惑。有人可以向我解释这个问题吗？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading openmp

【解决方案1】：

如上所述，标准库容器不是线程安全的。这种情况的适当解决方案是初始化 n-maps（每个线程一个），然后在最后加入它们。

如前所述，使用互斥锁（并确保对映射的访问安全）将是一种有效的解决方案，但它也会导致性能下降。因为每次访问地图时，每个线程都必须等待互斥锁解锁数据。

需要注意的是，10 的大小不足以让多线程值得，在这里使用多线程很可能会降低性能。

map<pair<int, int>, vector<int> > test[8];
#pragma omp parallel num_threads(8)
{
    #pragma omp for
    for (int i = 0;i < large_number; i++)
    {
        int thread_id = omp_get_thread_id();
        test[thread_id][make_pair(i % 3, omp_get_thread_num())].push_back(i);
    }
}
#pragma omp barrier 

map<pair<int,int>, vector<int>> combined; 
for (int i = 0; i < 8; ++i) 
    combined.insert(test[i].begin(), test[i].end());

【讨论】：

这里，你在最后复制向量，但你可以移动它们。这种模式只是合适的解决方案之一，而不是合适的解决方案。
当然，有多种方法可以解决任何问题。然而，使用互斥锁和线程安全容器并不是一个可行的解决方案，因为它们会降低性能。（因为每个线程都必须等待每次访问，这反过来会使它比顺序实现更糟糕）。我认为这是“适当的”解决方案，因为它是多线程算法中的一种常见模式。是的，移动会更理想。
预先创建向量同样有效。
但是代码呢：map,vector>组合； for (int i = 0; i

【解决方案2】：

这是因为映射不是线程安全的（向量也不是线程安全的，但这部分不是线程安全的）。您必须先添加互斥体、使用无锁容器或准备地图。

在这种情况下，通过创建所有条目从单个线程开始。

#pragma omp single
for (int i = 0;i < 3;++i)
{
for (int j = 0;i < 8;++j)
{
    test.insert(make_pair(make_pair(i, j), vector<int>()));
}
}

然后做你的平行（添加障碍）。

【讨论】：