使用 pthread 并行化 for 循环答案

【问题标题】：Parallelization of a for loop using pthreads使用 pthread 并行化 for 循环
【发布时间】：2011-03-01 12:11:27
【问题描述】：

void rijndael_enc(RIJNDAEL_context *ctx,  
       UINT8 *input, int inputlen, UINT8 *output)
{ 
int i, nblocks; 
nblocks = inputlen / RIJNDAEL_BLOCKSIZE; 
for (i = 0; i<nblocks; i++) 
{ 
rijndael_encrypt(ctx, input, output); 
input+= RIJNDAEL_BLOCKSIZE; 
output+= RIJNDAEL_BLOCKSIZE; 
}

我想并行执行这个 for 循环（使用 pthreads..），即每个块都由一个线程执行，线程数 = nblocks。我不知道如何继续..在输入和输出增加之前放置一个互斥锁是否有用？

【问题讨论】：

这看起来像 ECB 模式加密，你应该避免这种情况。有关图形说明，请参阅 wikipedia。
是的，它是 ECB 模式……我知道不建议这样做……这仅用于教育目的……我以前在这种情况下使用过 Open MP，但我不确定如何使用 pthreads..in OpenMP 我会使用#pragma omp for

标签： dependencies for-loop pthreads

【解决方案1】：

每个块启动一个线程可能不是正确的方法 - 创建和销毁线程是一项昂贵的操作（多少很大程度上取决于操作系统）。

这样的策略可以奏效：

确定总共需要加密多少块
确定要使用的线程数

这将为您提供每个线程应处理的块数。然后，您将使用线程 1 处理前 n 个块，使用线程 2 处理接下来的 n 个块，等等...

线程启动时接收的参数可以是：

要读取的输入缓冲区的偏移量
要写入的输出缓冲区的偏移量
它应该处理的块数

一旦所有线程都启动，您的主线程应该加入所有工作线程，您就可以开始了。

由于所有线程都会在不同的内存区域上运行，因此您无需担心这些访问之间的同步。

但有一个问题：如果您的输入不完全是块大小的倍数，则可能需要小心处理最后一个块（填充）。在这种情况下，我建议在等待工作人员完成之前处理主线程中的最后一个块。

正如 cmets 中所说，在大多数情况下应避免使用欧洲央行。由于这是出于教育目的，所以没问题。建议：一旦你为 ECB 工作，也许可以在 CTR 模式下尝试一些东西（也可以并行化）？

【讨论】：

感谢您的回答..要使用的线程数是否取决于机器中的内核数？..我有一台有 8 个内核的机器，所以 8 是一个合理的线程数有？此外，我如何填充最后一个块（AES 中的块大小为 128 位）
最佳数量很大程度上取决于机器架构，以及您如何实现实际的加密代码。（使用特殊指令集、硬件加密加速……）。您必须进行试验以确定最佳比例。我在上面链接的维基百科上的文章有关于填充的信息。