Question

openMp改写的程序比串行还慢

最近刚刚接触OpenMp，写了简单的程序， 发现在4核4线程运行的时间比4核单线程的时候还要多，不知道为什么，希望有人能帮助我发现一下问题。代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <omp.h>

#define length 100

int main(void)
{
unsigned int seed = (unsigned)time(NULL);
int i,j;
float min,max,avg,sum;
max = avg = sum = 0.0;
min = 10.0;

float A[length], B[length], C[length];

#pragma omp parallel for
for(i=0; i<length; i++)
{
A[i] = (rand_r(&seed))%10;
B[i] = (rand_r(&seed))%10;
}

#pragma omp parallel for
for(i=0; i<length; i++)
{
C[i] = (A[i]+B[i])/2;
}

#pragma omp parallel for reduction(+:sum) shared(max,min)
for(i=0; i<length; i++)
{
#pragma omp critical
{
if(C[i]>max) max = C[i];
if(C[i]<min) min = C[i];
}
sum += A[i];
}

avg = sum/length;
printf("The average of array is %f\n", avg);
printf("The smallest element of array is %f\n", min);
printf("The largest element of array is %f\n", max);

return 0;

}

希望有人能帮忙发现一下问题，现在结果运行正确，而且确实是多线程再跑，可是速度比单线程慢好多。谢谢。
晕，那个sum求和是sum+=C[i];另外我想问一下这个并行的部分存在冲突么？

Answer 1

运行的慢是因为你的length太小。并行的话比串行需要时间去分，还需要时间再合。所以当你数据量太小时反而用串行的就比较快了。
你换成一亿就能看出差距了。
我没看出来哪有冲突。但是我觉得你上面赋值和算c那这么写也许效率更快。
#pragma omp parallel for
for(i=0; i<length; i++)
{
A[i] = (rand_r(&seed))%10;
B[i] = (rand_r(&seed))%10;
C[i] = (A[i]+B[i])/2;
}
还有，你根本没用到头文件time.h啊。你写这个头文件干嘛？是不是想看运行时间啊。

追问

嗯，对，我是感觉可能计算量太小了，不过我试着把计算量增大，并且稍微修改了一下，发现加速比还是不好。那个time.h头文件，我之前确实是用来算时间的，后来我用了multi2sim来运行，直接看cycles了，忘记去掉了。。。另外我试着把程序又做了修改，把critical那部分修改了一下，用数组来记录每个线程单独的min和max，最后再把几个线程的min和max进行比较，得到最终结果，实现并行，不过感觉效果还是一般。不知道是怎么回事。

追答

这个时间提高多少呢？如果基本没变，你就要看看你是否用到了openmp.h了，因为就算没成功引用到这个头文件，编译器也会把相应的paralle语句忽略而运行的。

追问

用到了omp.h,因为用了数组来分存每个线程的max和min，用到了omp_get_thread_num().用windows api测试的结果加速比是2（4线程的情况下）。但是用multi2sim在linux下面结果就很悲催。

这两个图Contexts是线程数目，这里的时间不是真正意义的运行时间，有价值的是cycles，可以cycles还是增多了，很无语。。。

追答

把你改后的代码贴出来让我看看吧。cycles是啥啊？

追问

长度抄了。。只能传个截图了，不好意思。。程序如下：

cycles我觉得就是cpu执行了多少个周期吧。可以简单地看成与真实的运行时间相对应。加速比是4的话，cycles应该会变成原来的四分之一。

追答

这个不知道了。我觉得你的代码没有什么问题。
1.但是你看，你顺序执行时instructions 是65989，并行时instructions 是284256.也就是说你并行时居然执行的命令大概是顺序执行时的四倍。正常来说的话不应该是1：1的么？
2.你顺序执行时instructionsPerSecond是113341，并行时是265496，所以说你并行时执行的速度比顺序执行时快两倍多。

我觉得根据上面的2和contxt来说，你确实是并行了。
但是根据1，虽然你的东西并行运算了，但是每次并行都是把1：length都执行了一遍，而不是分成Num_thread个来实现的。

以上只是我的分析，我不确定对不对，因为我总觉得你的代码没有问题。

刚才又想到个问题。你看把运行时间看成和circles成正比了是吧。这个应该是不对的。你看，一共有三个值：cycles per second，cycles，和instructions per cycle。 这一个数和第三个数的乘积应该就是instructionsPerSecond。执行速度应该是和Instructions per second成正比的。所以时间应该是和Instructions per second成反比的（当instructions相同的时候），但是因为你的instructions不一样多，所以比时间就不对了，还是应该比运行速度，也就是Instructions per second。很明显，你并行时运行时的速度比顺序的快很多。但因为并行时你运行了更多的Instructions，所以，并行用的时间却比顺序执行时长。

综上所诉，我觉得最有可能的就是你的i被程序当成是private的了。你尝试把他们定义为公有的试试。