OpenMP for文を並列実行する

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OpenMPではプラグマ #pragma omp parallel forを使用して、for文を並列実行できます。

pragma omp parallel for

ぷらぐま　おーえむぴー　ぱられる　ふぉー

概要

for文をパラレルに実行できます。for文のブロックがスレッドで処理されます。 OpenMPのスレッドIDをomp_get_thread_num()で取得できるので、ループカウンタの値がどのスレッドにわたっているのかも見てみましょう。

#pragma omp parallel for
        for(i = 0; i < 32; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }

は、スレッドが４つの場合、以下のように分担されます。実際の実行例は、 omp_get_thread_num1.c のサンプルを実行した結果をこのページの下のほうに掲載してあります。

	//スレッド 0
        for(i = 0; i < 8; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }
	//スレッド 1
        for(i = 8; i < 16; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }
	//スレッド 2
        for(i = 16; i < 24; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }
	//スレッド 3
        for(i = 24; i < 32; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }

もしスレッドが２つなら、0から15と16から31で分担されます。

openmp_for1.c の例

ソースコード openmp_for1.c

/*
 * hello.c
 * Copyright (C) 2014 kaoru <kaoru@bsd>
 *
 * Distributed under terms of the MIT license.
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <omp.h>
 
int
main(int argc, char *argv[])
{
        size_t i;
#pragma omp parallel for
        for(i = 0; i < 10; ++i)
        {
                sleep (1);
                printf("hello world: %lu\n", i);
        }
        exit(EXIT_SUCCESS);
}

コンパイル

gcc49 \
-Wl,-rpath=/usr/local/lib/gcc49  -fopenmp openmp_for1.c -o openmp_for1

実行例

コアが２つの環境で実行した例です。１つ目は、スレッド数を１６と環境変数で指定しているため、１０スレッド実行されています。よって、１秒程度で実行が完了しています。２つ目は、スレッド数は指定しないため、コア数２の環境で実行したため、スレッドが２つずつ実行されます。２スレッドｘ５回で１０回実行されるため、５秒程度かかっています。

$ /usr/bin/time env OMP_NUM_THREADS=16 ./openmp_for1
hello world: 0
hello world: 8
hello world: 5
hello world: 9
hello world: 7
hello world: 4
hello world: 6
hello world: 3
hello world: 2
hello world: 1
        1.05 real         0.00 user         0.00 sys
$ /usr/bin/time ./openmp_for1
hello world: 0
hello world: 5
hello world: 1
hello world: 6
hello world: 2
hello world: 7
hello world: 3
hello world: 8
hello world: 9
hello world: 4
        5.18 real         0.00 user         0.00 sys

スレッドとfor文の扱いを調べる omp_get_thread_num1.c の例

ソースコード omp_get_thread_num1.c

/*
 * hello.c
 * Copyright (C) 2014 kaoru <kaoru@bsd>
 *
 * Distributed under terms of the MIT license.
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <omp.h>
 
int
main(int argc, char *argv[])
{
        size_t i;
#pragma omp parallel for
        for(i = 0; i < 32; ++i)
        {
                printf("%d: %lu\n", omp_get_thread_num(), i);
        }
        exit(EXIT_SUCCESS);
}

コンパイル

gcc49 \
-Wl,-rpath=/usr/local/lib/gcc49  -fopenmp omp_get_thread_num1.c -o omp_get_thread_num1

実行例

$ /usr/bin/time env OMP_NUM_THREADS=4 ./omp_get_thread_num1
1: 8
1: 9
1: 10
1: 11
1: 12
1: 13
1: 14
1: 15
0: 0
0: 1
0: 2
0: 3
0: 4
0: 5
0: 6
0: 7
2: 16
2: 17
2: 18
2: 19
2: 20
2: 21
2: 22
2: 23
3: 24
3: 25
3: 26
3: 27
3: 28
3: 29
3: 30
3: 31
        0.00 real         0.00 user         0.00 sys

関連項目

• OpenMPとは
• OpenMP ブロックを並列実行する
• OpenMP for文を並列実行する
• OpenMPでのアトミックな処理

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