使用FORTRAN+；OpenMP

首先，我在不使用

-fopenmp

的情况下编译了代码，并运行了代码，得到了一个串行结果，这是一个基准测试。 其次，我考虑使用OpenMP来加速我的代码

有两个奇怪的结果： 1.通过以下方式获得的结果：

   !$OMP CRITICAL
       p1=p1+1
   !$OMP END CRITICAL 

与系列结果有一点差异（1%）。我的代码不包含随机数，所以它一定是错的。 2.如果我替换

$OMP临界

带

$OMP原子

和删除$OMP END CRITICAL，两者之间的结果完全不同。在这种情况下，对于

p1=p1+1

，这两者不是可以互相替换吗

我的想法： 1.最常见的问题可能是使用线程不安全的子例程。但我在下面的代码中找不到

这是从我的代码中复制的一部分

注意:

除i、j、k、k1、k2、k3、距离以外的变量被视为“共享”

下面的代码是整个代码中唯一并行的部分

（i，j，k，k1，k2，k3，距离）在并行循环后不使用，因此不考虑“private”声明的私有变量的不确定性

p1=0;

!$OMP PARALLEL PRIVATE(i,j,k,k1,k2,k3,distance)
!$OMP DO
do i=1,N_MESH;do j=1,N_MESH;do k=1,N_MESH;

   !$OMP CRITICAL
   p1=p1+1
   !$OMP END CRITICAL

   ! - box-1. special treatment for doing specturm operations for FFT.
   if (i.lt.(N_MESH/2+1))then
       k1=i-1
   elseif (i.eq.N_MESH/2+1) then
       k1=0
   else
       k1=i-1-N_MESH
   endif

   if (j.lt.(N_MESH/2+1))then
       k2=j-1
   elseif (j.eq.N_MESH/2+1)then
       k2=0
   else
       k2=j-1-N_MESH
   endif

   if (k.lt.(N_MESH/2+1))then
       k3=k-1
   elseif (k.eq.N_MESH/2+1)then
       k3=0
   else
       k3=k-1-N_MESH
   endif

   ! =============distance =====================
   distance=(k1*k1)+(k2*k2)+(k3*k3);

   ! -----============put them into =======================
   final_index(p1,l) = nint(dsqrt(distance));

   if (((k1.eq.0).AND.(k2.eq.0)).AND.(k3.eq.0)) THEN
      final(p1,l)=0d0
   else
      final(p1,l)=(abs(fu(i,j,k))**2+abs(fv(i,j,k))**2+abs(fw(i,j,k))**2)/2d0

   endif

enddo;enddo;enddo
!$OMP END DO
!$OMP END PARALLEL

---

问题在于

p1

是共享的，并且在循环主体期间可能会发生变化

假设有两个线程，p1从零开始，它们同时开始。第一级0到达临界段，并将

p1

增加到1，而第1级则等待临界段结束。一旦秩0完成递增

p1

，它开始执行其余的代码，但同时秩1开始执行临界段，并递增

p1

。在

p1

变为2之前，不能保证秩0将到达

最终（p1，l）=…

语句。如果发生这种情况，

final（1，l）

将永远不会更新。所以有一个竞赛条件

p1 = k + N_MESH*(j-1+N_MESH*(i-1))

为了避免此问题，我建议您基于

I

、

j

和

k

手动计算

p1

。这将允许您将

p1

设置为私有，为您保存一个关键部分，并删除此争用条件

p1 = k + N_MESH*(j-1+N_MESH*(i-1))

---

问题在于

p1

是共享的，并且在循环主体期间可能会发生变化

假设有两个线程，p1从零开始，它们同时开始。第一级0到达临界段，并将

p1

增加到1，而第1级则等待临界段结束。一旦秩0完成递增

p1

，它开始执行其余的代码，但同时秩1开始执行临界段，并递增

p1

。在

p1

变为2之前，不能保证秩0将到达

最终（p1，l）=…

语句。如果发生这种情况，

final（1，l）

将永远不会更新。所以有一个竞赛条件

p1 = k + N_MESH*(j-1+N_MESH*(i-1))

为了避免此问题，我建议您基于

I

、

j

和

k

手动计算

p1

。这将允许您将

p1

设置为私有，为您保存一个关键部分，并删除此争用条件

p1 = k + N_MESH*(j-1+N_MESH*(i-1))

---

我有点赶时间，所以这可能是错的。我看不到任何保证，这条语句--

final_index（p1，l）=nint（dsqrt（distance））

--不会由具有相同lhs的多个线程执行<代码>最终索引，

p1

和

l

似乎都是共享的。事实上，我正在努力寻找

l

在哪里得到任何价值。我有点匆忙，所以这可能是错误的。我看不到任何保证，这条语句--

final_index（p1，l）=nint（dsqrt（distance））

--不会由具有相同lhs的多个线程执行<代码>最终索引，

p1

和

l

似乎都是共享的。事实上，我正在努力寻找

l

在哪里有任何价值。答案很好！我真的没想到会发生这种事！我工作到凌晨4点。因此，综上所述，竞争条件不仅可能发生在多个线程同时读写（如a=a+1）中，而且也可能发生在多个位置读写，如在平行区域范围内的两个遥远位置。因为在逐行执行期间，可以更改共享变量。正如您所说，解决方案通常是寻找私有变量和共享变量之间的关系。@是的，每个线程都可以位于并行部分的任何位置—它们不会在同一时间执行同一行代码。在确定线程安全性时，必须考虑所有共享变量可以写入/读取的地方。我真的没想到会发生这种事！我工作到凌晨4点。因此，综上所述，竞争条件不仅可能发生在多个线程同时读写（如a=a+1）中，而且也可能发生在多个位置读写，如在平行区域范围内的两个遥远位置。因为在逐行执行期间，可以更改共享变量。正如您所说，解决方案通常是寻找私有变量和共享变量之间的关系。@是的，每个线程都可以位于并行部分的任何位置—它们不会在同一时间执行同一行代码。在确定线程安全性时，必须考虑所有共享变量可以写入/读取的地方。