如何处理 n 个不同的 OpenMP 关键部分？答案

【问题标题】：How do I handle n different OpenMP critical sections?如何处理 n 个不同的 OpenMP 关键部分？
【发布时间】：2017-09-23 10:01:11
【问题描述】：

假设我有n 队列。我也有n 线程。每个线程都可以加入任何n 队列。如何确保每个队列在任何时候都被最多 1 个线程访问？

如果只是 1 个队列，我会将入队操作放在 critical 部分中。但是，我不能在这里这样做，因为将所有入队操作放在 critical 部分中意味着线程 4 将无法写入队列 6，因为线程 7 正在写入队列 9。这将导致性能下降。

我想知道我是否可以并行化所有入队操作，以便每个队列本身最多由 1 个线程写入。（本质上，锁定每个队列索引；但我想在 OpenMP 中惯用地执行此操作。）

【问题讨论】：

'这将导致性能不佳' - 仅当经常存在争用时。如果您只是将指针推送到队列中，那么在这么短的时间内发生锁争用的可能性有多大？
@MartinJames 当然，只有在存在争用时。你是对的，只推一个指针（在我的情况下是一个 int ）应该不会花太多时间；但是所有队列上的全局锁定仍然可能会减慢速度。基于索引的锁至少和全队列锁一样快，对吗？
也许.. 如果您不需要锁定索引。也许你可以做一个简单的布尔“inUse”数组，并偶尔遇到排队错误的情况，（对我来说听起来像是台球/斯诺克：）。
OpenMP 有一个锁定例程omp_{init,destroy,set,unset,test}_lock。如果您的操作很简单，另一种选择是使用原子
将单个整数推送到线程间队列在任何情况下听起来都不是很有效：(

【解决方案1】：

对于保护对一组静态对象的访问的简单情况，可以命名 OpenMP critical 部分：

#pragma omp critical(somename)

在临界区somename 中有一个线程不会阻止另一个线程同时进入临界区othername。未命名的临界区只是一种特殊情况，相当于用一些不透明的系统特定名称来命名该部分。

对于其他一切，都有简单且可嵌套的锁。有关详细信息，请参阅OpenMP specification 中的第 3.3 节 锁定例程。

【讨论】：