并行计算 Clion配置使用OpenMP

配置CMakeList.txt文件

文件底部加入以下内容，即可支持OpenMP

FIND_PACKAGE(OpenMP REQUIRED)
if (OPENMP_FOUND)
    message("OPENMP FOUND")
    set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} ${OpenMP_C_FLAGS}")
    set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${OpenMP_CXX_FLAGS}")
endif ()

参考链接：openmp基本使用

OpenMP之HelloWorld

#include 
#include "omp.h"
using namespace std;
int main() {
    //设置线程数，一般设置的线程数不超过CPU核心数，这里开3个线程执行并行代码段
    omp_set_num_threads(3);
#pragma omp parallel
    {
        printf("hello, I am Thread %d\n", omp_get_thread_num());
    }
}

注意：

• #pragma后 “{” 一定要换行。
• 使用printf来避免输出混乱（cout流输出会造成输出混乱）

可以看到，多线程执行，导致输出不确定。

数据共享属性

openmp并行区域中的变量可以是共享的，也可以是私有的

• 如果一个变量是共享的，那么这个变量存在一个实例，在所有线程之间共享。请始终记住共享变量会产生额外的开销。 因此当需要良好的性能时，通常最好尽量减少共享变量的数量。
• 如果一个变量是私有的，那么线程组中的每个线程都有自己的私有变量的本地副本。

另外，openmp有一套规则，当变量的属性没有被声明的时候，可以推断变量的数据共享属性。

• 在并行区域之外声明的变量的数据共享属性通常是共享的，因此n和a是共享变量。
• 循环迭代变量默认情况下是私有的，因此i是私有的。
• 在平行区域内局部声明的变量是私有的，因此b是私有变量。
  

shared子句

• i，a都是parallel区域之外声明的变量，所以他们的数据共享属性是共享的。
• 我们也可以使用shared子句，显式的声明变量的共享属性。
• parallel区域内改变变量会对区域外的变量有影响。

#include 
#include "omp.h"
using namespace std;
int main() {
    int i = 0;
    float a = 512.3;
#pragma omp parallel //shared(a,n)
    {
        i = i + 1;
        printf("thread %d ,i = %d ,a= %lf\n", omp_get_thread_num(), i, a);
    }
    printf("out of parallel i = %d", i);
}

可以看到，parallel区域内改变i的值，区域外的i也被改变。证明他们是同一个i。

private子句

我们可以通过在并行区域内声明私有变量来避免在 openMP 结构中列出私有变量。最好尽可能在并行区域内声明私有变量，这条准则简化了代码并提高了可读性。

#include 
#include "omp.h"
using namespace std;
int main() {
    int i = 0;
    float a = 512.3;
#pragma omp parallel private(i,a)
    {
        i = i + 1;
        printf("thread %d ,i = %d ,a= %lf\n", omp_get_thread_num(), i, a);
    }
    printf("out of parallel i = %d", i);
}

区域内的变量被声明为private时，各线程内各自的变量都被随机初始化，而且和并行区域外部同名变量无关。

default子句

default(shared)

• 默认并行区域内的变量都属于共享变量
• 严重不建议使用default(shared)，它只会令代码的阅读性非常差。

default(none)

default (none) 子句强制程序员明确指定所有变量的数据共享属性