VC上使用OpenMP并行程序设计

 

VC上使用OpenMP并行程序设计

　最近由于工作的需要，一直在研究并行程序设计，试图采用多线程来解决工作中的问题。WIN32线程控制主要实现线程的创建、终止、挂起和恢复等操作，这些操作都依赖于WIN32提供的一组API和具体编译器的C运行时库函数。在启动一个线程之前，必须为线程编写一个全局的线程函数，一般来说，C++的类成员函数不能作为线程函数。这是因为在类中定义的成员函数，编译器会给其加上this指针。如果一定要以类成员函数作为线程函数，通常有如下解决方案：

（１）将该成员函数声明为static类型，去掉this指针；将成员函数声明为静态虽然可以解决作为线程函数的问题，但是它带来了新的问题，那就是static成员函数只能访问static成员。解决此问题的一种途径是可以在调用类静态成员函数（线程函数）时将this指针作为参数传入，并在改线程函数中用强制类型转换将this转换成指向该类的指针，通过该指针访问非静态成员。

（2） （（２）不定义类成员函数为线程函数，而将线程函数定义为类的友元函数。这样，线程函数也可以有类成员函数同等的权限；

（3） 可以（３）对非静态成员函数实现回调，并访问非静态成员。

 

　　　　　　　线程之间通信的两个基本问题是互斥和同步。线程同步是指线程之间所具有的一种制约关系，一个线程的执行依赖另一个线程的消息，当它没有得到另一个线程的消息时应等待，直到消息到达时才被唤醒。线程互斥是指对于共享的操作系统资源（指的是广义的"资源"，而不是Windows的.res文件，譬如全局变量就是一种共享资源），在各线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个线程去使用，其它要使用该资源的线程必须等待，直到占用资源者释放该资源。

    虽然WIN32提供的一组API函数在大多时候是可以解决多线程问题，但是由于工作程序中涉及的变量太多，函数之间的调用关系比较复杂，发现用WIN32提供的一组API函数实现起来难度很大，后来就改用OpenMP。

　　OpenMP是一个支持共享存储并行设计的库，特别适宜多核CPU上的并行程序设计。OpenMP应用编程接口API是在共享存储体系结构上的一个编程模型，包含编译制导(Compiler Directive)、运行库例程(Runtime Library)和环境变量(Environment Variables)，支持增量并行化(Incremental Parallelization)。是C/C++ 和Fortan等的应用编程接口。

　　要使用OpenMP，首先开发环境必须支持OpenMP，在这个过程，遇到了很多的问题，在此我把它整理出来与大家共享，希望对初学OpenMP的人有些帮助。

VC2005

在VC版本中，只有Visual C++ 2005提供了一个新的/openmp开关来使能编译器支持OpenMP指令。（你也可以通过项目属性页来使能OpenMP指令。点击配置属性页，然后[C/C++]，然后[语言]，选中OpenMP支持。）当/openmp参数被设定，编译器将定义一个标识符_OPENMP，使得可以用#ifndef _OPENMP来检测OpenMP是否可用．（配置图见相册 ＶＣ上使用ＯpenMP并行程序设计：VC2005设置）

1. 虽然 VisualStudio 2005 Express 也有 OpenMP 的选项，但是实际上并没有附上 OpenMP 的函数库，所以理论上是不能用的；不过如果能找到 Standard 或 Professional 版的版本放进去，也是可以运作的！

2. 神奇的是…原则上如果沒有用到 OpenMP 的 Function，而只是用 directive 和 clause 的话，应该是可以不用 #include 才对；但是在 Express 中，不加入 #include 可以正确的编译、执行，而 Professional 版却只能正确的编译，而无法正确的执行（dll 起始错误）。

    由于VC6.0和VC2003没有/openmp开关来使能编译器支持OpenMP指令，但是我们可以通过改用Intel编译器的方法，来使它支持OpenMP指令。我们必须保证先安装VC6.0和VC2003，在安装Intel编译器，Intel编译器在其官方网站上下载。

VC6＋Intel Compiler 9.1

1．安装完Intel编译器后，在VC6.0的Tools下面会新增一个关于Intel编译器，进入勾选安装的Intel编译器版本（推荐使用Intel Compiler 9.1版本）。

2．在project中打开project  settings，在C/C++ ->Preprocessor definitions里加入_USE_INTEL_COMPILER 即可以使用Intel Compiler 进行编译。编译窗口应该显示使用icl进行编译，OpenMP支持可以在C/C++ -> Project Options 里添加 /Qopenmp。（配置图见相册ＶＣ上使用ＯpenMP并行程序设计中：VC６.０设置）

建议仔细阅读Intel Compiler的帮助，里面有详细的如何在VC6上使用Intel Compiler进行编译的说明，我想应该不难解决编译问题。

  VC2003＋Intel Compiler 9.1

1．  １.装换使用Intel编译器，点击Convert to use Intel(R) C++ Project System. （配置图见相册ＶＣ上使用ＯpenMP并行程序设计中：VC200３设置）

2.打开项目->属性页，选择支持OpenMP. （配置图见相册ＶＣ上使用ＯpenMP并行程序设计中：VC2005设置）

　　我相信只要按照上面的步骤执行，应该是可以在VC环境下支持使用OpenMP的。另外还要注意的一点就是，由于Intel 编译器比VC++自带的编译器要严格，所以在改用Intel编译器后，可能会出现一些移植错误。