openmp多线程编程指南

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1、OpenMP多线程编程指南（一）：基础篇蔡　小敏摘要：OpenMP是由OpenMPArchitectureReviewBoard牵头提出的，并已被广泛接受的，用于共享内存并行系统的多线程程序设计的一套指导性注释(CompilerDirective)。OpenMP支持的编程语言包括C语言、C++和Fortran；而支持OpenMP的编译器包括SunCompiler，GNUCompiler和IntelCompiler等。OpenMP提供了对并行算法的高层的抽象描述，程序员通过在源代码中加入专用的pragma来指明自己的意图，由此编译器可以自动将程序进行并行化，并在必要之处加入同步互斥以及通信

2、。当选择忽略这些pragma，或者编译器不支持OpenMP时，程序又可退化为通常的程序(一般为串行)，代码仍然可以正常运作，只是不能利用多线程来加速程序执行。关键字：模板，富士通南大软件有限公司，论文，英文Microsoft，日文ファイル・テンプレート51OpenMP简介OpenMP是由OpenMPArchitectureReviewBoard牵头提出的，并已被广泛接受的，用于共享内存并行系统的多线程程序设计的一套指导性注释(CompilerDirective)。OpenMP是一种面向共享内存以及分布式共享内存的多处理器多线程并行编程语言，能被用于显示指导多线程、共享内存并行的应用程序编

3、程接口。其规范由SGI发起，具有良好的可移植性，支持多种编言，支持多种平台，包括大多数的类UNIX以及WindowsNT系统。OpenMP最初是为了共享内存多处理的系统结构设计的并行编程方法，与通过消息传递进行并行编程的模型有很大的区别，多个处理器在访问内存的时候使用的是相同的内存编址空间。SMP是一种共享内存的体系结构，同时分布式共享内存的系统也属于共享内存的多处理器结构，分布式共享内存将多机的内存资源通过虚拟化的方式形成一个相同的内存空间提供给多个机子上的处理器使用，OpenMP对这样的机器也提供了一定的支持。所以OpenMP提供了对并行算法的高层的抽象描述，程序员通过在源代码中加入

4、专用的pragma来指明自己的意图，由此编译器可以自动将程序进行并行化，并在必要之处加入同步互斥以及通信。当选择忽略这些pragma，或者编译器不支持OpenMP时，程序又可退化为通常的程序(一般为串行)，代码仍然可以正常运作，只是不能利用多线程来加速程序执行。OpenMP的编程模型以线程为基础，通过编译指导语句来显示地指导并行化，为编程人员提供了对并行化的完整控制。OpenMP的执行模型采用Fork-Join的形式，Fork-Join执行模式在开始执行的时候，只有一个叫做“主线程“的运行线程存在。主线程在运行过程中，当遇到需要进行并行计算的时候，派生出线5程来进行并行执行，在并行执行的

5、时候，主线程和派生线程共同工作，在并行代码结束后，派生线程退出或者是挂起，不再工作，控制流程回到单独的主线程中。OpenMP的功能由两种形式提供：编译指导语句和运行时库函数，并通过环境变量的方式灵活控制程序的运行。编译指导语句：指的是在编译器编译程序的时候，会识别特定的注释，而这些特定的注释就包含着OpenMP程序的一些语句。在C/C++程序中，OpenMP是以#pragmaomp开始，后面跟具体的功能指令。即具有如下的形式：#pragmaomp[clause[[,]clause]…s]其中的directive部分就包含了具体的编译指导语句，包括parallel、f

6、or、parallel、for、section、sections、single、mater、ritical、flush、ordered和atomic。这些编译指导语句或者是用来分配任务，或者是用来同步。可选子句clause给出了相应的编译器指导语句的参数，子句可以影响到编译指导语句的具体行为，每个编译指导语句都有一系列适合它的子句。其中有5个编译指导语句不能跟别的子句：master、critical、flush、ordered、atomic。运行时库函数：OpenMP运行时库函数原本用以设置和获取执行环境相关的信息。其也包含一系列用以同步的API。要使用运行时函数库所包含的函数，应该在相

7、应的源文件中包含OpenMP头文件即omp.h。OpenMP的运行时库函数的使用类似于相应编程语言内部的函数调用。由编译指导语句和运行时库函数可见，OpenMP同时结合了两种并行编程的方式，通过编译指导语句，可以将串行的程序逐步地改造成一个并行程序，达到增量更新程序的目的，从而减少程序编写人员的一定负担。同时，这样的方式也能将串行程序和并行程序保存在同一个源代码文件当中，减少了维护的负担。OpenMP在运行的时候，需要运行函数库的支