使用pthread将顺序循环转换为C语言中的并行循环

Question

我想对n×d维数组应用非常简单的直接计算。目的是使用pthreads将顺序计算转换为并行计算。我的问题是：拆分问题的最佳方法是什么？>？ 如何大大减少脚本的执行时间？我提供了一个用C语言编写的顺序代码示例，以及一些我已经尝试过的并行实现的想法。

double * calcDistance(double * X ,int n, int d)
{
    //calculate and return an array[n-1] of all the distances
    //from the last point
    double *distances = calloc(n,sizeof(double));
    for(int i=0 ; i<n-1; i++)
    {
        //distances[i]=0;
        for (int j=0; j< d; j++)
        {

            distances[i] += pow(X[(j+1)*n-1]-X[j*n+i], 2);

        }
        distances[i] = sqrt(distances[i]);


    }
    return distances;
}
我提供了main()调用程序功能，以便使样本完整且可测试：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 10 //00000
#define D 2        

int main()
{

    srand(time(NULL));

    //allocate the proper space for X
    double *X = malloc(D*N*(sizeof(double)));

    //fill X with numbers in space (0,1)
    for(int i = 0 ; i<N ; i++)
    {
        for(int j=0; j<D; j++)
        {
            X[i+j*N] = (double) (rand()  / (RAND_MAX + 2.0));
        }

    }
    X = calcDistances(X, N, D);

    return 0;
}

• 我已经尝试过通过强加给pthreads的global_index和mutex异步使用local_index。通过使用while()循环，在每次迭代中将local_index分配给每个线程。 local_index分配取决于当时的global_index值（均发生在mutual exclusion块中）。线程在distances[local_index]元素上执行计算。不幸的是，与上面引用的顺序执行相比，这种实现导致程序慢得多，执行时间增加了10倍或20倍。
• 另一个想法是预先确定并拆分数组（例如分成四个相等的部分），并将每个段的计算分配给给定的pthread。我不知道这是否是一种通用的程序。

我想对n维维数组应用非常简单的直接计算。目标是使用pthread将顺序计算转换为并行计算。我的问题是：...

Answer 1

您的内部循环会跨步跨越数组X，其步幅随外循环迭代。除非n和d很小，否则[*]可能会产生不良的缓存使用率-在串行代码中也是如此，但是并行化会放大这种效果。该函数未写入至少X，从而改善了外观。另外，在外部循环的迭代之间似乎没有任何数据依赖性，这很好。