Цикл for

цикл for должен иметь классическую форму языка Си:

for (выражение; логическая_операция; приращение)

{

Тело цикла

}

Оператор может иметь один из следующих типов:

private (список)

firstprivate (список)

lastprivate (список)

reduction (оператор: список)

Ordered

schedule (вид [, длина_порции ])

Nowait

Операторы private, firstprivate, lastprivate и reduction рассматривались ранее.

Оператор ordered определяет блок, в котором итерации цикла выполняются в последовательном режиме. Не допускается использование в конструкции for оператора ordered более одного раза.

Оператор schedule определяет, как итерации цикла делятся между нитями группы. Правильность программы не должна зависеть от того, какая нить выполняет конкретную итерацию. Вид планирования может быть одним из следующих:

static	schedule (static, длина_порции) -итерации делятся на порции длиной, равной длина_порции. Порции назначаются нитям в группе в порядке увеличения номеров нитей. Количество итераций делится на порции, которые приблизительно равны между собой, и каждой нити назначается одна порция. Значение порции статическое (не меняется)
dynamic	schedule (dynamic, длина_порции) -порция итераций длиной длина_порции назначается каждой нити. Когда нить завершит присвоенную ей порцию итераций, ей динамически назначается следующая порция, пока все порции не закончатся. Последняя порция может иметь меньшее число итераций. По умолчанию (длина_порции -не определена) значение равно 1.
guided	schedule(guided, длина_порции) -итерации назначаются нитям порциями с уменьшением размера порции. Когда нить завершает выполнение своей порции итераций, то назначается следующая порция до тех пор, пока их не останется. Если длина_порции= 1, то длина_порции равна отношению числа итераций на число нитей. По умолчанию длина_порции =1.
runtime	schedule(runtime) - распределение и размер порции выбираются во время выполнения по значению переменной OMP_SCHEDULE(устанавливает способ планирования и длину порции, аналогично static, dynamic и guided, п. export OMP_SCHEDULE = guided,4 или export OMP_SCHEDULE = dynamic). Если перем-я среды не установлена, то планирование зависит от реализации OpenMP. Параметр, определяющий размер порции не указывается.

Примеры использования циклов:

int a[10];

#pragma omp parallel private(i)

{

#pragma omp for schedule(static, 3)

for(i=0; i<10; i++)

a[i] = i+1;

}

индекс элемента
значение
номер нити

int a[10];

#pragma omp parallel private(i)

{

#pragma omp for schedule(dynamic, 3)

for(i=0; i<10; i++)

a[i] = i+1;

}

индекс элемента
значение
номер нити

int a[10];

#pragma omp parallel private(i)

{

#pragma omp for schedule(guided, 3)

for(i=0; i<10; i++)

a[i] = i+1;

}

индекс элемента
значение
номер нити

Пример: Цикл выполняет инициализацию элементов двумерного массива целых чисел. Количество потоков равно 2.

Внешний цикл по переменной i объявлен параллельным, внутренний цикл по переменной j будет выполняться последовательно каждой нитью. Выполняется блочно-циклическое распределение итераций внешнего цикла по две итерации в блоке.

 

int a[4][4];

#pragma omp parallel private(i)

{

#pragma omp for schedule(static, 2)

for(i=0; i<4; i++)

{

Нить с номером 1

Нить с номером 0

for(j=0; j<4; j++)

{

a[i] [j]= i+1;

}

}

}

Пример:внутренний цикл по переменной j объявлен параллельным, внешний цикл переменной i будет выполняться последовательно каждой нитью. Выполняется блочно-циклическое распределение итераций внутреннего цикла по две итерации в блоке.

 

int a[4][4];

for(i=0; i<4; i++)

{

Нить с номером 1

Нить с номером 0

#pragma omp parallel private(j)

{

#pragma omp for schedule(static,2)

for(j=0; j<4; j++)

{

a[i][j]=i+1;

}

}

}

Оператор nowait – если не указан, то конструкция for завершится барьерной синхронизацией.

Ограничения к применению for. Цикл for

1. должен быть блоком (т.е. должны использоваться фигурные скобки),

2. не должен содержать оператор break,

3. содержать только один оператор schedule, ordered, nowait,

4. Значение длина_порции должно быть одно и тоже для всех нитей в группе.

Пример:Если внутри параллельной области несколько независимых циклов, можно использовать nowait, чтобы избежать барьерной синхронизации в конце директивы for. В параллельной области сначала будет выполнен первый цикл, итерации распределяются динамически и, не дожидаясь окончания первого цикла, первая свободная нить начнет выполнять второй цикл.

#pragma omp parallel

{

#pragma omp for nowait

for (i=0; i<n; i++)

b[i] = (a[i] + a[i-1]) / 2.0;

#pragma omp for nowait

for (i=0; i<m; i++)

y[i] = sqrt(z[i]);

}

Динамическая привязка директив должна придерживаться следующих правил:

1. Директивы for, sections, single, master и barrier динамически привязываются к внешней директиве parallel, если она, конечно, существует. Если нет параллельной области, выполняемой в данный момент, вышеуказанные директивы не имеют никакого действия.

2. Директива ordered динамически привязывается к внешней директиве for.

3. Директива atomic навязывает монопольный доступ в соответствии с директивой atomic во всех нитях, и не только в текущей группе.

4. Директива critical навязывает монопольный доступ в соответствии с директивой critical во всех нитях, и не только в текущей группе.

5. Директива никогда не может быть привязана к любой директиве вне ближайшей директивы parallel.

 

Динамическое вложение директив должно придерживается следующих правил:

 

1. Директива parallel динамически вне другой директивы parallel логически порождает новую группу, которая состоит только из текущей нити, если только вложенный параллелизм разрешен.

2. Директивы for, sections и single, которые привязаны к одной и тоже директиве parallel, не могут быть вложенными одна в другую.

3. Критическая секция не может быть вложена в другую критическую секцию с тем же именем.

4. Директива master запрещена в блоках директив for, sections и single.

5. Секция ordered запрещена в в блоке секции critical.

6. Директивы for, sections и single не допустимы в блоках critical, ordered и master.

7. Директива barrier не допустима в блоках for, ordered, sections, single, master, и critical.