TBB 并行加速 parallel_for使用

一、OpenMP TBB选择

• OpenMP需要编译器支持，TBB需要下载运行库
• TBB 大量使用了 C++ 模板和用户自定义类型，所以特别适宜对象导向程度较高的代码, 但TBB只支持C++

二、TBB parallel_for

2.1 构建类或者结构体

依据实际问题，构建类或者结构体，主要包含初始化和重载函数运算符，注意这里重载函数运算符需要加入const限定，避免更改函数体。

1 struct MT 3 void operator() (const tbb::blocked_range<int>& r) const 4 }；

2.2 调用

默认参数调用

调用tbb::parallel_for，先初始化一个类或结构体，设置并行的一个范围，可以采用如下调用方式。

1 MT mt(datas, ratio); 2 tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, static_cast<int>(datas.size())), mt);

控制块大小

在传入范围给tbb::parallel_for时可以控制其分块的大小，blocked_range<T>(begin,end,grainsize)中grainsize默认大小为1，如果想将并行时每块大小设置为2，可以更改grainsize的大小，如下所示：

1 MT mt(datas, ratio); 2 tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, static_cast<int>(datas.size())， 2), mt);

如上图所示case A 和case B 具有相同的总灰色区域。case A 中粒度太小有较高的并行度，但会导致资源开销比例相对较高，case B 中相对大一点的粒度可以降低此比例，但也降低了并行度。实际使用时可以参考硬件资源和并行度对grainSize进行跳转。

官网示例给出了不同grainsize对应的时间消耗。

带宽及缓存

由数据集和缓存的相对大小决定的亲和力的好处如下：

parallel_for提供了不同的方式

官网示例演示了affinity_partitioner和auto_partitioner两种方式的运行时间对比。

1 MT mt(datas, ratio); 2 static tbb::affinity_partitioner ap; 3 tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, static_cast<int>(datas.size())， 2), mt, ap);

2.3 加锁

并行时有时会不同线程访问同一对象，避免冲突可以在相应位置加锁，然后执行完再解锁。

1 mutex_.lock(); //加锁 2 mutex_.unlock(); //解锁

2.4 完整示例

1 struct MT 4 5 void operator() (const tbb::blocked_range<int>& r) const 6 12 // mutex_.unlock(); 13 } 14 15 static tbb::mutex mutex_; 16 std::vector<double>* datas_; 17 const double ratio_; 18 }; 19 20 // tbb::mutex CpresionMT::mutex_; // global define not need init 21 22 void TestTBB(std::vector<double>& datas, double ratio, bool bMT) 23 29 MT mt(edgeOrders, datas, ratio); */ 30 tbb::mutex mutex; // if global define the not need 31 MT mt(datas, ratio, mutex); 32 static tbb::affinity_partitioner ap; 33 tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, static_cast<int>(datas.size())，2), mt, ap); 34 } 35 else 39 } 40 }
1 #include <chrono> 2 std::vector<double> datas1, datas2; 3 int num = 10000000; 4 for (int i = 1; i <= num; ++i) 8 double ratio = 2.0; 9 std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> t1 = std::chrono::steady_clock::now(); 10 TestTBB(datas1, ratio, false); 11 std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> t2 = std::chrono::steady_clock::now(); 12 std::chrono::duration<double> elapsed1 = t2 t1; 13 std::cout << "t2 t1: " << elapsed1ount() << "s\n"<< std::endl; 14 15 std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> t3 = std::chrono::steady_clock::now(); 16 TestTBB(datas2, ratio, true); 17 std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> t4 = std::chrono::steady_clock::now(); 18 std::chrono::duration<double> elapsed2 = t4 t3; 19 std::cout << "t4 t3: " << elapsed2ount() << "s\n" << std::endl;

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