OpenMP、MPI、POSIX 线程、std::thread 和 boost::thread 之间有何关联？

Question

有几种实现多线程的方法。C++11标准引入了std::thread，但是可以有效地使用boost::thread。每种技术都有特定的语法和用途，但大致上用于CPU并行编程。但它们具有不同的效果。我知道，例如，MPI和OpenMP用于不同的内存模型。

我也知道选择一种技术并不是互斥的，因此可以使用另一种技术（再次使用MPI和OpenMP）。它们如何用于不同的效果，但仍然与相同的源代码（CPU）一起工作呢？

如果我使用基于这些技术之一的并行编译C ++程序，从操作系统和硬件角度来看，差异会是什么？例如，OpenMP或std::thread是否使用POSIX线程？如果是这样，C ++11的线程在Windows上如何工作？还是每种技术直接通过汇编语言或其他方式与CPU一起工作？

- kazarey

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将OpenMP与其他线程范式（例如std::thread）混合使用不是指定行为。规范中没有明确禁止这样做。但它是否有效仍然非常依赖于具体实现。将MPI与OpenMP或其他线程范式结合使用是可以的，只要MPI以支持线程的方式正确初始化即可。 - Hristo Iliev

Answer 1

操作系统提供线程（系统调用来创建新线程；调度服务）。

Unix libc 包含了围绕操作系统线程的包装器，带有许多有用的函数（例如互斥量、条件变量等）。通常此类系统库的外部接口为“POSIX线程”（函数名称为 pthread_*）：http://en.wikipedia.org/wiki/POSIX_Threads

Windows 有自己难以使用的线程 API （WINAPI的 CreateThread 等）。但是 Windows API 周围有包装器，可以获得类似于 POSIX 线程 API 的东西（例如 mingw32 和 cygwin 就有这样的库; 查看 维基百科章节）

C++11 的 std::thread，boost 的 boost::thread 只是现代的操作系统无关的包装器，用于创建可在任何支持的平台上编译的便携式程序，而不会创建 #ifdef 地狱和 / 或编写自定义的包装器来围绕系统线程库。如果您正在创建新程序，请考虑使用此方法。

还有一些其他的线程包装器，例如包含在图形库中，如 QT 或 GTK+。

OpenMP 实现具有内部支持库（例如，gcc 具有 libgomp），该库使用系统/libc 线程 API，例如 libgomp 使用 POSIX 线程。一些实现还可以通过汇编包括用户空间线程切换（M:N 线程模型）。

MPI 内部没有线程库。MPI 用于创建多个进程并设置它们之间的通信。但是，当 MPI 用于多线程程序时，它将使用某些线程 API 来进行同步。例如，在 Unix 上，MPICH 将使用 pthreads。

- osgx