何时需要减少？

Question

我编写了一段读取矩阵并对其值进行求和的代码......但我的问题是，由于我尝试以不同的方式进行Pragma，我发现reduction(+:sum)可能是不必要的，但是，我只是不知道为什么，可能我错过了在此情况下减少系统的实际含义。这是另一种选择：#pragma omp parallel for private(i, j) reduction(+:sum) 以下是代码：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <omp.h>
#include <unistd.h>


int main ()
{

    printf("===MATRIX SUM===\n");
    printf("N ROWS: ");
    int i1; scanf("%d",&i1);
    printf("M COLUMNS: ");
    int j1; scanf("%d",&j1);
    int matrixA[i1][j1];

    int i, j;

    for(i = 0; i < i1; i++){
        for (j = 0; j < j1; j++){
            scanf("%d",&matriuA[i][j]);
        }
    }

    printf("\nMATRIX A: \n");
    for (i = 0; i < i1; i++){
        for (j = 0; j < j1; j++){
            printf("%d ", matrixA[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    int sum = 0;
    #pragma omp parallel for private(i, j)
        for (i = 0; i < i1; i++)
            for (j = 0; j < j1; j++){
                sum += matrixA[i][j];
           }


    printf("\nTHE RESULT IS: %d", sum);

    return 0;
}

我有一个问题想请教，是否有更好的方法来减少pragma，因为我读到这是最有效的方法。

- magalenyo

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你应该同时放置reduction和sum+=..，因为你希望单个OpenMP线程执行sum+=...并对每个OpenMP线程的sum变量进行归约。 - yakoudbz

如果我理解你所说的效率，你希望在每个线程内使用SIMD约简以及外部循环约简，即使这需要单独命名内部和外部约简变量。 - tim18

Answer 1

您发布的代码没有缩减子句是不正确的。

sum += matrixA[i][j];

在多个线程并行执行时，会导致经典的竞态条件。sum是一个共享变量，但sum += ...不是一种原子操作。

(sum is initially 0, all matrix elements 1)
Thread 1                     |  Thread 2
-----------------------------------------------------------
tmp = sum + matrix[0][0] = 1 |
                             | tmp = sum + matrix[1][0] = 1
sum = tmp = 1                |
                             | sum = tmp = 1 (instead of 2)

减少修复了这个问题。通过减少，循环将处理隐式的线程本地副本sum变量。在该区域结束时，原始的sum变量将设置为所有线程本地副本的总和（以正确的方式，没有竞争条件）。另一种解决方法是将sum += ...标记为原子操作或关键部分。然而，这会带来显著的性能惩罚。

- Zulan