C++17 for_each 并行答案

【问题标题】：C++17 for_each parallelC++17 for_each 并行
【发布时间】：2021-08-21 09:38:08
【问题描述】：

我想问一下如何并行化以下循环。它目前正在崩溃。我尝试搜索，大多数答案表明问题在于我使用的是std::vector。我试图制作一个固定大小的std::vector。但是应用程序仍然崩溃。你能告诉我下面的循环有什么问题吗？

    std::vector<int> a(pairsListFlags.size());
    std::generate(a.begin(), a.end(), [n = 0]() mutable { return n++; });
    

    std::for_each(std::execution::par_unseq, std::begin(a), std::end(a), [&](int i) {

        int a = pairsList[i * 2];
        int b = pairsList[i * 2 + 1];
        if (getCollisionOpenNurbs(OBB[a], OBB[b])) {   //Check OBB collision +4-6 ms  
            if (FaceFace(P[a], P[b], Pl[a], Pl[b])) {//Check polygon intersection +20 ms
                pairsListFlags[i] = 1;
                
            }
        }

    });

【问题讨论】：

您正在同时访问一个非原子变量 (counter)，这是未定义的行为。除此之外，我们需要知道在 lambda 中调用的所有函数中发生了什么。
getCollisionOpenNurbs 方法检查 2 个盒子是否碰撞。 FaceFace 方法使用剪裁器库进行二维折线相交。我应该如何知道这些函数对于并行循环是否不安全？我应该避免什么？

标签： c++ loops parallel-processing c++17

【解决方案1】：

你的问题不是令人尴尬的并行，所以你不应该在这里使用std::for_each（至少在没有同步机制或低效的原子时不能使用）。相反，您可以使用std::reduce 执行缩减。这是一个例子：

std::vector<int> a(pairsListFlags.size());
std::generate(a.begin(), a.end(), [n = 0]() mutable { return n++; });
int counter = std::reduce(std::execution::par_unseq, std::begin(a), std::end(a), 0, [&](int i) {
    int a = pairsList[i * 2];
    int b = pairsList[i * 2 + 1];
    if (getCollisionOpenNurbs(OBB[a], OBB[b])) {   //Check OBB collision +4-6 ms  
        if (FaceFace(P[a], P[b], Pl[a], Pl[b])) {  //Check polygon intersection +20 ms
            pairsListFlags[i] = 1;
            return 1;
        }
    }
    return 0;
});

请注意，您应该小心pairsListFlags 上的虚假共享，因为它可能会稍微降低生成代码的性能（但对结果没有影响）。

【讨论】：

我想我可以完全跳过计数器。这个 reduce 循环会在第一个 boolean true 之后终止吗？我从原始帖子中删除了，因为它令人困惑。
好的，这改变了问题。没有counter，减少就不再有用了。请注意，getCollisionOpenNurbs 和 FaceFace 需要是线程安全的（如果可能的话是无锁的，或者更好的是：无等待）。减少不会提前停止，所有整数值都将被计算和求和。请注意，返回值是 int 而不是 bool。如果您想提前停止循环并测试是否有任何检查为真，那么您可以使用std::any_of。除此之外，pairsList.size() 必须至少为 a.size()*2 和 P 和 Pl 也必须具有正确的大小。我建议你使用 assertions.