如何使用不同的线程使用openmp安全地更新C结构

我正在写一本随机动画生成器。这是一个多线程C程序，使用VS2010，适用于Windows X64，将用于为动物园随机生成动物

如何使不同的线程都安全地写入全局结构（“zoo”）的成员，而不在zoo结构上实现锁？这个 全局结构的值将始终只递增（++），而不递减（--）。在下面的代码中，如果不使用OMP，狮子、老虎和熊的值都正确地为45000。但使用并行循环时，值不等于45000

有没有一种方法可以让Openmp将这些写操作安排到同一个变量，而不影响结构的私有版本

#define LIONS 1
#define TIGERS 2
#define BEARS 3

// global struct
struct 
{
    int lions;
    int tigers;
    int bears;
} zoo;


void addAnimalsToZoo(void)
{
    int animalType = randomAnimalGenerator();

    if (animalType == LION)
        ++zoo.lions;
    else
    if (animalType == TIGER)
        ++zoo.tigers;
    else
    if (animalType == BEAR)
        ++zoo.bears;
    else
        printf("unknown animal type generated\n");
}


void myZooMaker(void)
{

    #pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < 45000; ++i)
        addAnimalsToZoo();
}

#定义狮子1
#定义老虎2
#定义熊3
//全局结构
结构
{
国际狮子会；
国际老虎；
内特熊；
}动物园；
void添加动物动物园（void）
{
int animalType=randomAnimalGenerator（）；
如果（animalType==LION）
++动物园；狮子；
其他的
if（animalType==老虎）
++动物园；老虎；
其他的
if（animalType==熊）
++动物园熊；
其他的
printf（“生成的未知动物类型”）；
}
void myZooMaker（void）
{
#pragma-omp并行
对于（int i=0；i<45000；++i）
添加animalstozoo（）；
}

如果不进行重大重构，您的程序将无法正常工作。如前所述，该程序表现出一种规范的数据竞争，即多个线程同时更新一个共享数据结构，而无需协调

你可以：

将变量

lions

、

tigers

和

bears

从结构中去掉（我稍后会解释原因）

修改

randomAnimalGenerator

以适当的概率返回其中一只动物

然后，这是一个近似值，因为我不是一个C程序员，请按照下面的思路重写

int lions;
int tigers;
int bears;

lions = 0;
tigers = 0;
bears = 0;

#pragma omp parallel for default(shared) private(i) reduction(+:lions, +:tigers, +:bears)
for (int i = 0; i < 45000; ++i)
{
    int newAnimal;
    newAnimal = randomAnimalGenerator();
    if (newAnimal==LION) ++lions;
    if (newAnimal==TIGER) ++tigers;
    if (newAnimal==BEAR) ++bears;
}

int；
国际老虎；
内特熊；
狮子=0；
老虎=0；
熊=0；
#pragma omp parallel用于默认（共享）私有（i）缩减（+：狮子、+：老虎、+：熊）
对于（int i=0；i<45000；++i）
{
int新动物；
newAnimal=randomAnimalGenerator（）；
如果（新动物==狮子）+狮子；
如果（新动物==老虎）+老虎；
如果（新动物==熊）+熊；
}

最后，变量

狮子

、

老虎

和

熊

的总和应为

45000

。注意reduce子句的使用和默认可访问性声明为

shared

。OpenMP缩减不能应用于结构的元素或结构作为一个整体，这就是我丢弃

zoo

的原因

---

我不能保证代码是正确的，但你应该明白这一点。

如果不进行重大重构，你的程序将无法正常工作。如前所述，该程序表现出一种规范的数据竞争，即多个线程同时更新一个共享数据结构，而无需协调

你可以：

将变量

lions

、

tigers

和

bears

从结构中去掉（我稍后会解释原因）

修改

randomAnimalGenerator

以适当的概率返回其中一只动物

然后，这是一个近似值，因为我不是一个C程序员，请按照下面的思路重写

int lions;
int tigers;
int bears;

lions = 0;
tigers = 0;
bears = 0;

#pragma omp parallel for default(shared) private(i) reduction(+:lions, +:tigers, +:bears)
for (int i = 0; i < 45000; ++i)
{
    int newAnimal;
    newAnimal = randomAnimalGenerator();
    if (newAnimal==LION) ++lions;
    if (newAnimal==TIGER) ++tigers;
    if (newAnimal==BEAR) ++bears;
}

int；
国际老虎；
内特熊；
狮子=0；
老虎=0；
熊=0；
#pragma omp parallel用于默认（共享）私有（i）缩减（+：狮子、+：老虎、+：熊）
对于（int i=0；i<45000；++i）
{
int新动物；
newAnimal=randomAnimalGenerator（）；
如果（新动物==狮子）+狮子；
如果（新动物==老虎）+老虎；
如果（新动物==熊）+熊；
}

最后，变量

狮子

、

老虎

和

熊

的总和应为

45000

。注意reduce子句的使用和默认可访问性声明为

shared

。OpenMP缩减不能应用于结构的元素或结构作为一个整体，这就是我丢弃

zoo

的原因

---

我不能保证代码是正确的，但你应该明白这一点。

那么我可以假设OpenMp会正确地安排事情，这样，如果两个或更多线程都在同一时刻尝试运行++zoo.lions，那么就不会有数据争用等问题了？我在文档中找不到任何与此相关的内容。让每个线程都写入相同的共享数据结构将是低效的。相反，您应该让每个线程写入数据结构的私有版本。然后在关键部分合并每个私有版本。这将是高效和安全的。实际上，我刚刚能够编写一个不同的案例，并发现这不是线程安全的。我已经编辑了我的qeustion。这应该是一个完整的c*******k，因为

++

不能保证是原子的，而且您将有多个线程同时运行

zoo

。这几乎就是数据竞赛的定义。@HighPerformanceMark，是的，你是正确的，尽管我不确定什么是c*******k。我已经编辑了我的问题，但看起来我无法在并行循环中轻松实现这一点……或者至少这超出了我糟糕的编程技能……因此，我可以假设OpenMp将正确地安排事情，这样，如果两个或更多线程同时尝试运行++zoo.lions，数据竞赛就不会出现问题，等我在文档中找不到任何与此相关的内容。让每个线程都写入相同的共享数据结构将是低效的。相反，您应该让每个线程写入数据结构的私有版本。然后在关键部分合并每个私有版本。这将是高效和安全的。实际上，我刚刚能够编写一个不同的案例，并发现这不是线程安全的。我已经编辑了我的教程。那应该是一个完整的c