OpenMP：ON NUMA 的编译指示取消

Question

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我将代码编辑如下：

#pragma omp parallel for private(i, piold, err) shared(threshold_err) reduction(+:pi) schedule (static)
{
  for (i = 0; i < 10000000000; i++){ //1000000000//705035067
        piold = pi;
        pi += (((i&1) == false) ? 1.0 : -1.0)/(2*i+1);
        err = fabs(pi-piold);
        if ( err < threshold_err){
#pragma omp cancel for
        }

  }
}
  pi = 4*pi;

我用 LLVM3.9/Clang4.0 编译它。当我用一个线程运行它时，我会通过 pragma cancel 操作获得预期的结果（检查非 pragma cancel 版本，导致运行速度更快）。

但是当我使用线程 >=2 运行它时，程序进入循环。我在 NUMA 机器上运行代码。怎么了？可能取消条件不满足！但是代码比单线程非pragma-cancel版本需要更长的时间！！仅供参考，它在 OMP_CANCELLATION=false 时运行文件。

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我有以下 OpenMP 代码。我正在使用 LLVM-3.9/Clang-4.0 来编译这段代码。

#pragma omp parallel private(i, piold, err) shared(pi, threshold_err)
{
#pragma omp for reduction(+:pi) schedule (static)
  for (i = 0; i < 10000000 ; i++){
        piold = pi;
        pi += (((i&1) == false) ? 1.0 : -1.0)/(2*i+1);
        #pragma omp critical
        {
        err = fabs(pi-piold);// printf("Err: %0.11f\n", err);
        }
        if ( err < threshold_err){
                printf("Cancelling!\n");
                #pragma omp cancel for
        }

  }
}

不幸的是，我认为#pragma omp cancel for 不会终止整个for 循环。最后我打印出err 值，但再次使用并行性，它会混淆正在打印的值。 err 的最终值小于threshold_err。打印取消是打印但在程序的最开始，这是令人惊讶的。之后程序继续运行！

如何确保这是正确的实现？顺便说一句，OMP_CANCELLATION 设置为 true，并且一个小型测试程序为相应的函数 omp_get_cancellation() 返回“1”。

Answer 1

我知道 omp cancel 只是一个中断信号，它会通知以后不会创建线程。仍在运行的线程将持续到结束。见http://bisqwit.iki.fi/story/howto/openmp/和http://jakascorner.com/blog/2016/08/omp-cancel.html

事实上，在我看来，我认为您的程序产品是可以接受的近似值。但是，一些变量可以保持在较小的范围内。这是我的建议

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <iomanip>

int main() {

    long double pi = 0.0;
    long double threshold_err = 1e-7;
    int cancelFre = 0;

#pragma omp parallel shared(pi, threshold_err, cancelFre)
    {
#pragma omp for reduction(+:pi) schedule (static)
        for (int i = 0; i < 100000000; i++){
            long double piold = pi;
            pi += (((i&1) == false) ? 1.0 : -1.0)/(2*i+1);
            long double err = std::fabs(pi-piold);
            if ( err < threshold_err){

#pragma omp cancel for
               cancelFre++;
            }

        }
    }

    std::cout << std::setprecision(10) << pi * 4 << " " << cancelFre;

    return 0;
}

Answer 2

好的，我解决了。在我上面的代码中，问题就在这里：

err = fabs(pi-piold);

在上面的行中，pi 在下面的 if 条件改变之前被改变。多个线程也做同样的事情。据我了解，这会使程序陷入僵局。

我通过强制只有一个线程（master）来解决它：

if(omp_get_thread_num()==0){
err = fabs(pi-piold);
if ( err < threshold_err){
#pragma omp cancel for
        }
}

我本可以使用#pragma omp single，但它给出了关于嵌套编译指示的错误。

这里的性能在线程数较少时会受到影响（1-4 比正常的顺序代码差）。之后性能提高。这不是最好的解决方案，肯定有人可以改进这个解决方案。