Como converter um loop OpenMP paralelo para loop para usar o runtime de simultaneidade

Este exemplo demonstra como converter um loop básico que usa as diretivas parallel e for do OpenMP para usar o algoritmo de Runtime de Simultaneidade concurrency::parallel_for.

Exemplo – contagem de números primos

Este exemplo usa o OpenMP e o Runtime de Simultaneidade para calcular a contagem de números primos em uma matriz de valores aleatórios.

// concrt-omp-count-primes.cpp
// compile with: /EHsc /openmp
#include <ppl.h>
#include <random>
#include <array>
#include <iostream>

using namespace concurrency;
using namespace std;

// Determines whether the input value is prime.
bool is_prime(int n)
{
   if (n < 2)
      return false;
   for (int i = 2; i < n; ++i)
   {
      if ((n % i) == 0)
         return false;
   }
   return true;
}

// Uses OpenMP to compute the count of prime numbers in an array.
void omp_count_primes(int* a, size_t size)
{
   if (size == 0)
      return;

   size_t count = 0;
   #pragma omp parallel for
      for (int i = 0; i < static_cast<int>(size); ++i)
      {
         if (is_prime(a[i])) {
            #pragma omp atomic
               ++count;
         }
      }

   wcout << L"found " << count 
         << L" prime numbers." << endl;
}

// Uses the Concurrency Runtime to compute the count of prime numbers in an array.
void concrt_count_primes(int* a, size_t size)
{
   if (size == 0)
      return;

   combinable<size_t> counts;
   parallel_for<size_t>(0, size, [&](size_t i) 
   {
      if (is_prime(a[i])) {
         counts.local()++;
      }
   });

   wcout << L"found " << counts.combine(plus<size_t>()) 
         << L" prime numbers." << endl;
}

int wmain()
{
   // The length of the array.
   const size_t size = 1000000;
   
   // Create an array and initialize it with random values.
   int* a = new int[size];
   
   mt19937 gen(42);
   for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
      a[i] = gen();
   }

   // Count prime numbers by using OpenMP and the Concurrency Runtime.

   wcout << L"Using OpenMP..." << endl;
   omp_count_primes(a, size);

   wcout << L"Using the Concurrency Runtime..." << endl;
   concrt_count_primes(a, size);

   delete[] a;
}

Este exemplo gerencia a seguinte saída.

Using OpenMP...
found 107254 prime numbers.
Using the Concurrency Runtime...
found 107254 prime numbers.

O algoritmo parallel_for e o OpenMP 3.0 permitem que o tipo de índice seja um tipo integral com sinal ou um tipo integral sem sinal. O algoritmo parallel_for também garante que o intervalo especificado não estoure um tipo com sinal. As versões 2.0 e 2.5 do OpenMP permitem apenas tipos de índice integral com sinal. O OpenMP também não valida o intervalo de índice.

A versão deste exemplo que usa o Runtime de Simultaneidade também usa um objeto concurrency::combinable no lugar da diretiva atomic para incrementar o valor do contador sem a necessidade de sincronização.

Para obter mais informações sobre parallel_for e outros algoritmos paralelos, consulte Algoritmos paralelos. Para mais informações sobre a classe combinable, confira Contêineres e objetos paralelos.

Exemplo – usar std::array

Este exemplo modifica o anterior de modo a agir em um objeto std::array em vez de em uma matriz nativa. Como as versões 2.0 e 2.5 do OpenMP permitem tipos de índice integral com sinal somente em um constructo parallel_for, você não pode usar iteradores para acessar os elementos de um contêiner da Biblioteca Padrão C++ em paralelo. A PPL (Biblioteca de Padrões Paralelos) fornece o algoritmo concurrency::parallel_for_each, que executa tarefas em paralelo em um contêiner iterativo, como as fornecidas pela Biblioteca Padrão C++. Ele usa a mesma lógica de particionamento que o algoritmo parallel_for utiliza. O algoritmo parallel_for_each se assemelha ao algoritmo std::for_each da Biblioteca Padrão do C++, exceto pelo fato de que o algoritmo parallel_for_each executa as tarefas simultaneamente.

// Uses OpenMP to compute the count of prime numbers in an 
// array object.
template<size_t Size>
void omp_count_primes(const array<int, Size>& a)
{
   if (a.size() == 0)
      return;

   size_t count = 0;
   int size = static_cast<int>(a.size());
   #pragma omp parallel for
      for (int i = 0; i < size; ++i)
      {
         if (is_prime(a[i])) {
            #pragma omp atomic
               ++count;
         }
      }

   wcout << L"found " << count 
         << L" prime numbers." << endl;
}

// Uses the Concurrency Runtime to compute the count of prime numbers in an 
// array object.
template<size_t Size>
void concrt_count_primes(const array<int, Size>& a)
{
   if (a.size() == 0)
      return;

   combinable<size_t> counts;
   parallel_for_each(begin(a), end(a), [&counts](int n) 
   {
      if (is_prime(n)) {
         counts.local()++;
      }
   });

   wcout << L"found " << counts.combine(plus<size_t>()) 
         << L" prime numbers." << endl;
}

Compilando o código

Copie o código de exemplo e cole-o em um projeto do Visual Studio, ou cole-o em um arquivo chamado concrt-omp-count-primes.cpp e execute o comando a seguir em uma janela do Prompt de comando do Visual Studio.

cl.exe /EHsc /openmp concrt-omp-count-primes.cpp

Confira também

Migrando do OpenMP para o runtime de simultaneidade
Algoritmos paralelos
Contêineres e objetos em paralelo