std::atomic能否安全地与OpenMP一起使用？

Question

我目前正在尝试学习如何使用OpenMP，并且我有一个问题。像这样做是否安全：

  std::atomic<double> result;
  #pragma omp parallel for
  for(...)
  {
  result+= //some stuff;
  }

还是我应该使用：

  double result;
  #pragma omp parallel for
  for(...)
  {
    double tmp=0;
    //some stuff;
    #pragma omp atomic
    result+=tmp;
  }

谢谢！

编辑：我知道处理这个的最简单方式是使用一个数组，但我问这个问题是因为我很好奇。

- Davidbrcz

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std::atomic是C++11标准多线程框架提供的一种工具。如果你将std::atomic与像OpenMP这样提供自己实现此类功能的外部库结合使用，可能会遇到问题。 - Marc Claesen

实际上，原子库在标准中的章节与线程库不同。此外，在原子章节中我没有发现任何说明表明该库仅适用于std::thread。 - gTcV

我同意 @gTcV 的观点 - 原子类型是使用 C++ 内存模型而非线程实现。例如，在 omp 段落中使用智能指针会导致引用计数器的竞争条件。 - Victor Proon

GCC曾经在你想要在OpenMP并行区域内使用C11或C++11原子时产生错误。如果OpenMP原子没有比使用C++11更复杂，我会坚持使用前者，因为你只依赖于OpenMP标准（你可以使用不支持C++11的编译器）。 - Jorge Bellon

可能是 Mixing C++11 atomics and OpenMP 的重复问题。 - Zulan

Answer 1

官方上来说不行，但实际上可能可以。在《OpenMP 5.0规范》的第32页的第1.7节中说到：

“虽然未来版本的OpenMP规范有望解决以下功能，但目前使用这些功能可能会导致未指定的行为。”

• 并发性

• 标准库的增加

• C++11库

然而，取决于您所使用的OpenMP运行时的实现，这可能是可以的。事实上，LLVM OpenMP运行时甚至使用std::atomic来实现一些OpenMP规范。

然而，最安全的选择是仅使用OpenMP提供的内容。您可以使用std::atomic实现的任何操作，也应该能够仅使用OpenMP实现。

- Increasingly Idiotic

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这个问题已经在OpenMP 5.1中得到了修复：https://www.openmp.org/wp-content/uploads/OpenMP-API-Specification-5-1.pdf - kc9jud

你可以使用std::atomic来实现的任何功能，也可以通过OpenMP来实现。std::atomic用于无锁编程，例如在不使用互斥锁和临界区的情况下更新共享计数器。那么OpenMP如何实现这个功能呢？ - undefined

https://www.openmp.org/spec-html/5.0/openmpsu95.html - undefined

Answer 2

由于原子操作会减慢并行执行速度，而且不易扩展，因此最好避免使用。

pragma omp parallel for reduction(+:result)
for(...)
{
  double tmp=0;
  //some stuff;
  result+=tmp;
}

- TNA