我有一个简单的问题,C++11 thread_local
可以与其他并行模型一起使用吗?
例如,我可以在使用 OpenMP 或 Intel TBB 并行任务的同时在函数中使用它吗?
大多数此类并行编程模型都将硬件线程隐藏在更高级别的 API 后面。我的直觉是他们都必须将任务调度程序映射到硬件线程中。我能否期望 C++11 thread_local
能够达到预期的效果。
一个简单的例子是,
void func ()
{
static thread_local some_var = init_val;
#pragma omp parallel for [... clauses ...]
for (int i = 0; i < N; ++i) {
// access some_var somewhere within the loop
}
}
我可以期望每个 OpenMP 线程 都会访问自己的 some_var
副本吗?
我知道大多数并行编程模型都有自己的线程本地存储结构。然而,能够使用 C++11 thread_local
(或编译器特定关键字)是很好的。例如,考虑一下情况
// actually may implemented with a class with operator()
void func ()
{
static thread_local some_var;
// a quite complex function
}
void func_omp (int N)
{
#pragma omp for [... clauses ...]
for (int i = 0; i < N; ++i)
func();
}
void func_tbb (int N)
{
tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, N), func);
}
void func_select (int N)
{
// At runtime or at compile time, based which programming model is available,
// select to run func_omp or func_tbb
}
这里的基本思想是 func
可能相当复杂。我想支持多种并行编程模型。如果我使用并行编程特定的线程局部构造,那么我就实现了不同版本的 func 或至少部分版本。但是,如果我可以自由地使用C++11 thread_local
,那么除了func
之外我只需要实现几个非常简单的功能。对于较大的项目,可以通过使用模板编写更通用的 func_omp
、func_tbb
版本来进一步简化事情。但是,我不太确定这样做是否安全。
最佳答案
一方面,OpenMP 规范有意省略了有关与其他编程范例的互操作性的任何规范,并且 C++11 线程与 OpenMP 的任何混合都是非标准且特定于供应商的。另一方面,编译器(至少 GCC)倾向于使用相同的底层 TLS 机制来实现 OpenMP 的 #pragma omp threadprivate 、C++11 的 thread_local 和各种编译器- 特定的存储类,例如__thread
。
例如,GCC 完全在 POSIX 线程 API 之上实现其 OpenMP 运行时 (libgomp),并通过将变量放置在 ELF TLS 存储上来实现 OpenMP threadprivate
。这与 GNU 的 C++11 实现进行互操作,该实现也使用 POSIX 线程并将 thread_local
变量放在 ELF TLS 存储上。最终,它与使用 __thread 关键字指定线程本地存储类和显式 POSIX 线程 API 调用的代码进行互操作。例如下面的代码:
int foo;
#pragma omp threadprivate(foo)
__thread int bar;
thread_local int baz;
int func(void)
{
return foo + bar + baz;
}
编译成:
.globl foo
.section .tbss,"awT",@nobits
.align 4
.type foo, @object
.size foo, 4
foo:
.zero 4
.globl bar
.align 4
.type bar, @object
.size bar, 4
bar:
.zero 4
.globl baz
.align 4
.type baz, @object
.size baz, 4
baz:
.zero 4
movl %fs:foo@tpoff, %edx
movl %fs:bar@tpoff, %eax
addl %eax, %edx
movl %fs:baz@tpoff, %eax
这里.tbss
ELF 部分是线程本地BSS(未初始化数据)。所有三个变量都以相同的方式创建和访问。
目前与其他编译器的互操作性不太受关注。 Intel 没有实现 thread_local
,而 Clang 仍然缺少 OpenMP 支持。
关于c++11 - 将 C++11 thread_local 与其他并行库结合使用,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/21373008/