Intel Threading Building Blocks介绍

Intel Threading Building Blocks介绍

在多核的平台上开发并行化的程序，必须合理地利用系统的资源 - 如与内核数目相匹配的线程，内存的合理访问次序，最大化重用缓存。有时候用户使用(系统)低级的应用接口创建、管理线程，很难保证是否程序处于最佳状态。  

Intel Thread Building Blocks (TBB) 很好地解决了上述问题：  

• TBB提供C++模版库，用户不必关注线程，而专注任务本身。
• 抽象层仅需很少的接口代码，性能上毫不逊色。
• 灵活地适合不同的多核平台。
• 线程库的接口适合于跨平台的移植(Linux, Windows, Mac)
• 支持的C++编译器 – Microsoft, GNU and Intel 

主要的功能：

1)通用的并行算法

循环的并行：  
parallel_for, parallel_reduce – 相对独立的循环层  
parallel_scan – 依赖于上一层的结果  
流的并行算法  
parallel_while – 用于非结构化的流或堆  
pipeline - 对流水线的每一阶段并行，有效使用缓存  
并行排序  
parallel_sort – 并行快速排序，调用了parallel_for  

2)任务调度者

管理线程池，及隐藏本地线程复杂度  
并行算法的实现由任务调度者的接口完成  
任务调度者的设计考虑到本地线程的并行所引起的性能问题  

3)并行容器

concurrent_hash_map  
concurrent_vector  
concurrent_queue  

4)同步原语

atomic  
mutex  
spin_mutex – 适合于较小的敏感区域  
queuing_mutex – 线程按次序等待(获得)一个锁  
spin_rw_mutex  
queuing_rw_mutex  
说明：使用read-writer mutex允许对多线程开放”读”操作  

5)高性能的内存申请

使用TBB的allocator 代替 C语言的 malloc/realloc/free 调用  
使用TBB的allocator 代替 C++语言的 new/delete 操作  

使用TBB的例子 – task

#include “tbb/task_scheduler_init.h”
#include “tbb/task.h”
using namespace tbb;
class ThisIsATask: public task {
public:
    task* execute () {
        WORK ();
        return NULL;
    }
};

class MyRootTask: public task {
public:
    task* execute () {
        for (int i=0; i <N; i++) {
            task& my_task =
                *new (task::allocate_additional_child_of (*this))
                    ThisIsATask ();
            spawn (my_task);
        }
        wait_for_all ();
        return NULL;
    }
};

int main () {
    task_scheduler_init my_tbb;  // 创建线程池
    task& my_root =
        *new (task::allocate_root()) MyRootTask ();
    my_root.set_ref_count (1);
    task::spawn_root_and_wait (my_root); // 开始Root Task任务
    return 0;
}