OpenMP用户指南.pdf

OpenMP是一种编程接口，用于在共享内存系统上进行多线程并行程序设计。它支持C、C++和Fortran这三种广泛使用的编程语言。OpenMP提供了API（应用程序编程接口），允许程序员在不改变原有代码结构的情况下，加入多线程并行处理的部分。这种设计模式特别适合于多核处理器和共享内存架构的计算机，可以有效地提高程序执行的效率和性能。 OpenMP的API规范中定义了一组编译器指令、运行时库例程以及环境变量，这使得多线程编程变得相对简单。程序员可以通过在代码中插入特定的OpenMP指令来创建并行区域，这样编译器就会自动将代码分割成多线程执行。同时，OpenMP还提供了多种同步和数据环境指令，以确保线程之间的正确同步和数据共享。 在OpenMP中，一个并行区域是由parallel指令定义的代码块，在这个区域内的代码段可以由多个线程并行执行。工作共享构造如do/for、sections和single等用于将并行区域内的任务进一步分配给不同的线程。例如，parallel for指令告诉编译器并行执行循环体内的迭代。 同步构造是并行编程中的重要组成部分，用来控制线程间的执行顺序和访问共享资源。OpenMP提供了多种同步构造，包括master构造（指示只有主线程执行）、critical构造（代码段一次只允许一个线程执行）、barrier构造（线程执行到此构造时必须等待其他线程到达）、atomic构造（保证原子操作）和flush构造（确保变量的更新对其他线程可见）。ordered构造则用于指定并行循环中迭代的执行顺序。 OpenMP还提供数据环境指令来管理数据共享属性，如threadprivate指令用来声明线程私有变量。OpenMP指令中的子句，例如data scope子句、schedule子句和num_threads子句，则用来控制数据的作用域、任务调度和线程数量。 OpenMP的运行时库提供了丰富的例程来支持并行程序的设计，这些例程涵盖线程管理、同步锁定的管理以及计时等。在Fortran和C/C++中，OpenMP分别提供了专用的运行时库例程。 OpenMP还提供了对嵌套并行操作的支持，允许在一个并行区域内部创建新的并行区域。这种执行模型允许更灵活地利用多层并行资源，但同时也需要程序员仔细管理线程的创建和销毁，以及线程池的使用。SUNW_MP_MAX_POOL_THREADS和SUNW_MP_MAX_NESTED_LEVELS这样的环境变量可以帮助控制嵌套并行的行为。 在Fortran语言中，OpenMP自动作用域的概念被用来管理变量的作用域。自动作用域数据范围子句和默认作用域子句定义了变量在并行区域中的作用域属性。而作用域规则则规定了标量变量和数组变量在并行区域中的作用域行为。程序员应该注意这些规则以避免潜在的作用域冲突和数据竞争问题。 OpenMP的应用程序应遵循Sun Microsystems, Inc.的标准许可协议以及适用的FAR条款。文档明确提醒，产品可能受美国出口管制法律的控制，以及可能受其他国家/地区进出口法律的限制。产品不允许用于某些特定用途，也不允许出口至某些特定国家/地区，这与国家安全和国际关系有关。同时，文档也声明了不承担任何责任，除非相关的免责声明在法律上无效。