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OpenMP实现生产者消费者模型
生产者消费者模型已经很古老了吧,最近写了个OpenMP版的此模型之实现,来分享下。
先说一下模型的大致做法是:
1、生产者需要取任务,生产产品。
2、消费者需要取产品,消费产品。
生产者在生产某个产品之后,要告知消费者此产品已经可以使用了。消费者通过获得可以使用这个信号来取得产品,进一步消费产品。
比如,我们有N个图像需要对每一个图像作滤波或者变换等处理,并且把处理后的结果存到硬盘上。
那么生产者可以将N个图像看成N个任务,每个任务都是独立的,每个任务的计算结果可以看成是产品,消费者就是取这个产品来写入硬盘。
先贴出一个实例代码再作解释。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #include <time.h> #define jobs 1000 #define sz 102000 #if defined(_WIN32) && defined(_MSC_VER) #include <windows.h> double abtic() { __int64 freq; __int64 clock; QueryPerformanceFrequency( (LARGE_INTEGER *)&freq ); QueryPerformanceCounter( (LARGE_INTEGER *)&clock ); return (double)clock/freq*1000*1000; } #else #include <time.h> #include <sys/time.h> double abtic() { double result = 0.0; struct timeval tv; gettimeofday( &tv, NULL ); result = tv.tv_sec*1000*1000 + tv.tv_usec; return result; } #endif /* _WIN32 */ #if 1 double timer; #define ABTMS timer=abtic();fprintf(stdout,"%4d ",__LINE__) #define ABTME fprintf(stdout,"%4d %8.8fms\n",__LINE__,(abtic()-timer)/1000.0f) #else #define ABTMS #define ABTME #endif int main() { char *jbNotReady; double *a; double *as; double *pa; int j, k; char jbnr; a = (double*)malloc(sz*jobs*sizeof(double)); as = (double*)malloc(jobs*sizeof(double)); jbNotReady = (char*)malloc(jobs*sizeof(char)); for (j = 0; j < jobs; j++) { jbNotReady[j] = 1; } memset(a, 0, sz*jobs*sizeof(double)); memset(as, 0, jobs*sizeof(double)); ABTMS; #pragma omp parallel sections private(j,k,pa) shared(jbNotReady,as,a) { // producer #pragma omp section { for (j = 0; j < jobs; j++) { pa = a+j*sz; for (k = 0; k < sz; k++) { pa[k] = 1.0; } jbNotReady[j] = 0; #pragma omp flush } } // consumer #pragma omp section { for (j = 0; j < jobs; j++) { #pragma omp flush while (jbNotReady[j]){ #pragma omp flush } as[j] = 0.0; pa = a+j*sz; for (k = 0; k < sz; k++) { as[j] += pa[k]; } if ((int)(as[j])!=sz)fprintf(stdout, "job id %3d :%f\n", j, as[j]); } } } ABTME; free(a); free(as); free(jbNotReady); return 0; }
源代码中,第一个section创建的线程扮演的就是生产者的角色,第二个section扮演消费者角色。j这个变量模拟的是任务编号,第一个section中的循环模拟产生产品。第二个section每次取一个任务,而且是顺序取,通过验证任务是否已经准备好来获得正确的产品。
使用flush制导语句是为了将每个线程的缓存和内存强制保持一致,注意生产者向jbNotReady里写,而消费者只是读数据,不会出现内存中的数据写后读,读后写的问题,每个线程获得的数据都是安全的。
以上代码支持Windows和Linux,GCC4.4以后的版本都可以执行,Windows下只要支持OpenMP的编译器,都可行。
OpenMP实现生产者消费者模型
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