在C++ STL类型的静态实例上使用OpenMP threadprivate指令

Question

请考虑以下代码段:

#include <map>

class A {
    static std::map<int,int> theMap;
#pragma omp threadprivate(theMap)
};

std::map<int,int> A::theMap;

使用OpenMP进行编译失败,并显示以下错误消息:

$ g++ -fopenmp -c main.cpp 
main.cpp:5:34: error: ‘threadprivate’ ‘A::theMap’ has incomplete type

我不明白这一点.我可以编译没有#pragma指令,它应该意味着std::map是不完整的.如果Map是基本类型(double,int ...),我也可以编译.

如何制作全局静态std::map threadprivate？

Answer 1

这是编译器的限制。英特尔 C/C++ 编译器支持 C++ 类，threadprivate而 gcc 和 MSVC 目前不支持。

例如，在MSVC（VS 2010）中，您将收到此错误（我删除了该类）：

static std::map<int,int> theMap;
#pragma omp threadprivate(theMap)

error C3057: 'theMap' : dynamic initialization of 'threadprivate' symbols is not currently supported

因此，解决方法非常明显，但很脏。您需要制作一个非常简单的线程本地存储。一个简单的方法是：

const static int MAX_THREAD = 64;

struct MY_TLS_ITEM
{
  std::map<int,int> theMap;
  char padding[64 - sizeof(theMap)];
};

__declspec(align(64)) MY_TLS_ITEM tls[MAX_THREAD];

请注意，我之所以有填充是为了避免错误共享。我假设现代 Intel x86 处理器有 64 字节缓存线。__declspec(align(64))是一个 MSVC 扩展，该结构位于 64 的边界上。因此，其中的任何元素都tls将位于不同的缓存行上，从而不会出现错误共享。海湾合作委员会有__attribute__ ((aligned(64))).

为了访问这个简单的 TLS，您可以执行以下操作：

tls[omp_get_thread_num()].theMap;

当然，您应该在 OpenMP 并行构造之一内调用它。好处是 OpenMP 在 [0, N) 中提供了一个抽象的线程 ID，其中 N 是最大线程数。这可以实现快速、简单的 TLS 实施。一般来说，操作系统的本机 TID 是任意整数。因此，您通常需要一个访问时间比简单数组长的哈希表。