OpenMP - 介绍

OpenMP是基于线程的并行编程模型。OpenMP采用Fork-Join并行执行方式：OpenMP程序开始于一个单独的主线程（Master Thread），然后主线程一直串行执行，直到遇见第一个并行域(Parallel Region)，然后开始并行执行并行区域。其程序由一组编译制导、运行时库函数（Run-Time routines）和环境变量组成。

其过程如下：

Fork:主线程创建一个并行线程队列，然后，并行域中的代
码在不同的线程上并行执行；

Join:当并行域执行完之后，它们或被同步或被中断，最后只有主线程在执行。

常用制导命令：

• parallel 用在一个代码段之前，表示这段代码将被多个线程并行执行
• for 用于for循环之前，将循环分配到多个线程中并行执行，必须保证每 次循环之间无相关性。
• parallel for parallel 和 for语句的结合，也是用在一个for循环之前，表示for 循环的代码将被多个线程并行执行。
• sections 用在可能会被并行执行的代码段之前
• parallel sections parallel和sections两个语句的结合
• critical 用在一段代码临界区之前
• single 用在一段只被单个线程执行的代码段之前，表示后面的代码段将 被单线程执行
• barrier，用于并行区内代码的线程同步，所有线程执行到barrier时要停止 直到所有线程都执行到barrier时才继续往下执行。
• Atomic 用于指定一块内存区域被制动更新
• Master 用于指定一段代码块由主线程执行
• Ordered 用于指定并行区域的循环按顺序执行
• threadprivate 用于指定一个变量是线程私有

常用库函数：

• omp_get_num_procs, 返回运行本线程的多处理机的处理器个数。
• omp_get_num_threads, 返回当前并行区域中的活动线程个数。
• omp_get_thread_num, 返回线程号
• omp_set_num_threads, 设置并行执行代码的线程个数
• omp_init_lock, 初始化一个简单锁
• omp_set_lock， 上锁操作
• omp_unset_lock， 解锁操作，要和omp_set_lock函数配对使用。
• omp_destroy_lock， omp_init_lock函数的配对操作函数，关闭一个锁。
  

常用子句：

• private, 指定每个线程都有它自己的变量私有副本。
• firstprivate，指定每个线程都有它自己的变量私有副本，并且变量要被 继承主线程中的初值。
• lastprivate，主要是用来指定将线程中的私有变量的值在并行处理结束后 复制回主线程中的对应变量。
• reduction，用来指定一个或多个变量是私有的，并且在并行处理结束后 这些变量要执行指定的运算。
• nowait，忽略指定中暗含的等待
• num_threads，指定线程的个数
• schedule，指定如何调度for循环迭代
• shared，指定一个或多个变量为多个线程间的共享变量
• ordered，用来指定for循环的执行要按顺序执行
• copyprivate，用于single指导中的指定变量广播到并行区中其它线程
• copyin，用来指定一个threadprivate的变量的值要用主线程的值进行初始化
• default，用来指定并行处理区域内的变量的使用方式，缺省是shared