Was sind die besten Alternativen zu std::vector in OpenMP Parallel For-Schleifen?

C OpenMP Parallel For Loop: Alternativen zu std::vector

Einführung:

Bei der Verwendung des parallelen for-Schleifenkonstrukts von OpenMP ist die Auswahl einer geeigneten Datenstruktur für Leistung und Thread-Sicherheit von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel werden Alternativen zu std::vector bei der Implementierung gemeinsamer Datenstrukturen in parallelen Regionen untersucht.

Alternativen zu std::vector:

1. Verwenden std::vector mit OpenMP: Trotz Bedenken kann std::vector häufig effektiv mit OpenMP verwendet werden und bietet eine gute Leistung und Thread-Sicherheit. Durch die Nutzung der kritischen Direktive #pragma omp oder der benutzerdefinierten Reduzierungen von OpenMP 4.0 können Daten in einer parallelen Schleife geändert und kombiniert werden.
2. std::vector mit #pragma omp deklarieren Reduzierung: OpenMP 4.0 führt die #pragma omp-Declare-Reduction-Direktive ein, die benutzerdefinierte Reduzierungen ermöglicht. Dies vereinfacht den Code, der zum parallelen Kombinieren von Vektoren verwendet wird, indem eine benutzerdefinierte Reduktionsoperation definiert wird.
3. std::vector mit geordnetem Zeitplan: Um die Reihenfolge der Elemente beizubehalten, verwenden Sie einen statischen Zeitplan mit einem geordneter Abschnitt im Parallelbereich. Dadurch wird die Notwendigkeit zusätzlicher Vektoren oder kritischer Abschnitte vermieden, jedoch nur, wenn die Reihenfolge entscheidend ist.
4. Benutzerdefinierte Datenstruktur mit atomaren Operationen: Erwägen Sie bei komplexen oder stark gleichzeitigen Szenarien die Erstellung benutzerdefinierter Daten Struktur, die atomare Operationen nutzt. Dies bietet eine differenzierte Kontrolle über den Thread-Zugriff und stellt die Datenkonsistenz sicher.
5. Präfixbasierter Ansatz: Implementieren Sie ein gemeinsam genutztes size_t-Array, um die Präfixgrößen threadlokaler Vektoren zu verfolgen. Dies ermöglicht eine dynamische Größenänderung des gemeinsam genutzten Vektors ohne Synchronisierungsaufwand.

Fazit:

Die beste Alternative zu std::vector hängt von den spezifischen Anforderungen von ab die Anwendung. Während std::vector mit OpenMP oft ausreicht, bieten benutzerdefinierte Datenstrukturen, benutzerdefinierte Reduzierungen und präfixbasierte Ansätze potenzielle Vorteile hinsichtlich Leistung und Thread-Sicherheit für komplexe Szenarien.

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