多线程的那点儿事（之多核编程）

winston

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    多核编程并不是最近才兴起的新鲜事物。早在intel发布双核cpu之前，多核编程已经在业内存在了，只不过那时候是多处理器编程而已。为了实现多核编程，人们开发实现了几种多核编程的标准。open-mp就是其中的一种。对于open-mp还不太熟悉的朋友，可以参照维基百科的相关解释。

    open-mp的格式非常简单，原理也不难。它的基本原理就是创建多个线程，操作系统把这几个线程分到几个核上面同时执行，从而可以达到快速执行代码的目的。比如说，我们可以编写一个简单的例子。

    在编写open-mp程序之前，朋友们应该注意下面三点，
    (1) 使用vs2005或者以上的版本编写open-mp程序；
    (2) 编写程序的时候，选择【Property Pages】->【Configuration Properties】->【c/c++】->【language】->【OpenMp Support】，打开开关；      
    (3) 添加#include <omp.h> 声明。

    首先，我们编写简单的一个打印程序，看看结果。
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• #include <omp.h>
  
• 
  
• void print()  
• {  
•     int i;  
• #pragma omp parallel for
  
•     for(i = 0; i < 100; i ++)  
•     {  
•         printf("%d\n", i);  
•     }      
• }  

    上面这段代码好像也没有什么特别的地方，但是我们可以在printf设一个断点，看看函数调用堆栈，

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• openmp.exe!print$omp$1()  Line 14   C++  
• vcompd.dll!_vcomp::ParallelRegion::HandlerThreadFunc()  + 0x19c bytes     
• vcompd.dll!_vcomp::ParallelRegion::HandlerThreadFunc()  + 0xe0 bytes      
• vcompd.dll!_InvokeThreadTeam@12()  + 0x98 bytes   
• vcompd.dll!__vcomp_fork()  + 0x1cd bytes      
• openmp.exe!print()  Line 11 + 0xe bytes C++  
• openmp.exe!wmain(int argc=1, wchar_t * * argv=0x003b5ba8)  Line 22  C++  
• openmp.exe!__tmainCRTStartup()  Line 583 + 0x19 bytes   C  
• openmp.exe!wmainCRTStartup()  Line 403  C  
• kernel32.dll!7c817077()      
• [Frames below may be incorrect and/or missing, no symbols loaded for kernel32.dll]  

    我们看可以看到函数堆栈和平时看到的一般函数调用确实不一样，但这确实也说明不了什么，不过没有关系，我们可以做一个简单的测试，

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• #include "stdafx.h"
  
• #include <windows.h>
  
• #include <omp.h>
  
• 
  
• #define NUMBER 1000000000
  
• 
  
• int process(int start, int end)  
• {  
•     int total;  
• 
  
•     total = 0;  
•     while(start < end){  
•         total += start %2;  
•         start ++;  
•     }  
• 
  
•     return total;  
• }  
• 
  
• void test1()  
• {  
•     int i;  
•     int time;  
•     struct {  
•         int start;  
•         int end;  
•     }value[] = {  
•         {0 , NUMBER >> 1},  
•         {NUMBER >> 1, NUMBER}  
•     };  
•     int total[2] = {0};  
•     int result;  
• 
  
•     time = GetTickCount();  
• 
  
• #pragma omp parallel for
  
•     for(i = 0; i < 2; i ++)  
•     {  
•         total = process(value.start, value.end);  
•     }      
• 
  
•     result = total[0] + total[1];  
•     printf("%d\n", GetTickCount() - time);  
• }  
• 
  
• void test2()  
• {  
•     int i;  
•     int value;  
•     int total;  
• 
  
•     total = 0;  
•     value = GetTickCount();  
• 
  
•     for(i = 0; i < NUMBER; i++)  
•     {  
•         total += i %2;  
•     }  
•     printf("%d\n", GetTickCount()-value);  
• }  
• 
  
• 
  
• int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
• {  
•     test1();  
•     test2();  
•     return 0;  
• }  

    test1和test2完成的功能都是一样的，但是明显test1要比test2花费的时间要少很多，这明显就是多核编程的好处。所以要想实现多核编程最大程度上的并行运算，就必须把运
算拆分成n个子运算，并且尽量减少使用锁。


总结：
    (1) 这篇文章只是介绍性的博客，详细内容可以参考周伟明先生的博客；
    (2) 关于多核编程更具体的细节和方法，可以参考《多核计算与程序设计》这本书；
    (3) 编写多核编程需要的条件很简单，cpu支持多核、打开openmp开关、添加omp头文件，剩下的就是多多练习了；
    (4) 并行运算的时候少使用锁，否则效率会大打折扣。

kingcjj001

这么生猛，一下子这么多篇。