OpenMP并行程序设计——for循环并行化详解

并发系统分为两种：

1. 共享内存系统：各个核可以共享访问计算机的内存。
2. 分布式内存系统：每个核都有自己独立私有的内存，核之间的通信需要通过网络发送消息。

首先，如何使一段代码并行处理呢？omp中使用parallel制导指令标识代码中的并行段，形式为：

       #pragma omp parallel

       {

         每个线程都会执行大括号里的代码

        }

#include <iostream>
#include "omp.h"
using namespace std;
int main(int argc, char **argv) {
    //设置线程数，一般设置的线程数不超过CPU核心数，这里开4个线程执行并行代码段
    omp_set_num_threads(4);
#pragma omp parallel
    {
        cout << "Hello" << ", I am Thread " << omp_get_thread_num() << endl;
    }
}

带有for的制导指令：

for制导语句是将for循环分配给各个线程执行，这里要求数据不存在依赖。

使用形式为：

（1）#pragma omp parallel for

     for()

（2）#pragma omp parallel

    {//注意：大括号必须要另起一行

     #pragma omp for

      for()

    }

注意：第二种形式中并行块里面不要再出现parallel制导指令，比如写成这样就不可以：

#pragma omp parallel

    {

     #pragma omp parallel for

      for()

    }

第一种形式作用域只是紧跟着的那个for循环，而第二种形式在整个并行块中可以出现多个for制导指令。下面结合例子程序讲解for循环并行化需要注意的地方。

假如不使用for制导语句，而直接在for循环前使用parallel语句：（为了使输出不出现混乱，这里使用printf代替cout）

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include "omp.h"
using namespace std;
int main(int argc, char **argv) {
    //设置线程数，一般设置的线程数不超过CPU核心数，这里开4个线程执行并行代码段
    omp_set_num_threads(4);
#pragma omp parallel
    for (int i = 0; i < 2; i++)
        //cout << "i = " << i << ", I am Thread " << omp_get_thread_num() << endl;
        printf("i = %d, I am Thread %d\n", i, omp_get_thread_num());
}

从输出结果可以看到，如果不使用for制导语句，则每个线程都执行整个for循环。所以，使用for制导语句将for循环拆分开来尽可能平均地分配到各个线程执行。将并行代码改成这样之后：

#pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        printf("i = %d, I am Thread %d\n", i, omp_get_thread_num());