【OpenMP】互斥

既然OpenMP涉及并行编程，那么必然涉及到互斥的问题。也就是对同一个变量操作的问题。还是拿《【Java】线程并发、互斥与同步》（点击打开链接）这个抢票的程序作为例子。定义cpu的4个核都对ticket这个变量进行自减，初始为20的ticket变量去到0程序立即停止，不可以出现ticket在同一时间被减2次，导致ticket变成负数的情况。

具体程序如下：

#include <iostream>
#include <omp.h>
using namespace std;
int main()
{
int ticket=0;//必须被初始化，不然会报错。
int ticket_statistics[4]={0,0,0,0};
#pragma omp parallel for num_threads(4)
for (ticket=20;ticket>0;ticket--)
{
#pragma omp critical
{
cout<<"核cpu"<<omp_get_thread_num()<<"拿走了票，票余："<<(ticket-1)<<endl;
ticket_statistics[omp_get_thread_num()]++;
}
}
if(ticket==0){
cout<<"票没了，大家散了吧~得票统计："<<endl;
for(int i=0;i<4;i++){
cout<<"核cpu"<<i<<"得票："<<ticket_statistics[omp_get_thread_num()]<<"\t";
}
cout<<endl;
}
return 0;
}

首先ticket必须被初始化，尽管在for循环中给予其复制，但是不对其进行初始化依旧会报错：



OpenMP可以直接利用#pragma omp critical在其#pragma omp parallel for num_threads(线程数目)OpenMP的for循环中定义一段临界区。不用再自己去声明互斥锁之类的。其运行结果如下图所示：



虽然可以见到打印的时候没有按照20-1顺序，但可以肯定的是，ticket变量在多核cpu操作之后，依旧没有出现数据混乱的情况。最后每个cpu还相当规范地平分了这20个tickets。

值得注意的是，#pragma omp critical所定义的临界区仅能够在OpenMP的#pragma omp parallel for num_threads(线程数目)OpenMP的for循环中使用，倘若将这个程序改成while循环程序会报错的。

#include <iostream>
#include <omp.h>
using namespace std;
int main()
{
int ticket=20;//必须被初始化，不然会报错。
int ticket_statistics[4]={0,0,0,0};
#pragma omp parallel num_threads(4)
while(ticket>0)
{
#pragma omp critical
{
ticket--;
cout<<"核cpu"<<omp_get_thread_num()<<"拿走了票，票余："<<(ticket-1)<<endl;
ticket_statistics[omp_get_thread_num()]++;
}
}
if(ticket==0){
cout<<"票没了，大家散了吧~得票统计："<<endl;
for(int i=0;i<4;i++){
cout<<"核cpu"<<i<<"得票："<<ticket_statistics[omp_get_thread_num()]<<"\t";
}
cout<<endl;
}
return 0;
}

运行结果如下：



也就是说，#pragma omp critical必须配合#pragma omp parallel for num_threads(线程数目)OpenMP的for循环使用