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概述

文章参考：http://senlinzhan.github.io/2017/06/25/openmp/

文章参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/51173703

什么是OpenMP？

OpenMP(Open Multi-Processing)是一个支持共享存储并行设计的库，是一个编译器指令和库函数的集合。主要是为共享式存储计算机上的并行程序设计使用的。

目前支持OpenMP的语言主要有Fortran，C/C++。

对于 CPU 密集型的程序来说，可以考虑使用 OpenMP 加快程序的计算速度。OpenMP 是跨平台的，大部分现代的 C/C++ 编译器都支持 OpenMP。OpenMP 在一定程度上对并行算法进行了抽象，因此它使用起来很方便，程序员可以简单地通过编译器指令#pragma omp去控制程序的行为。

OpenMP 的语法很简单，它看起来是这样的：

1	#pragma omp <directive> [clause[[,] clause] ...]

最常见的指令应该算是parallel指令了，紧接在parallel指令后面的那个代码块将会并行地执行：

#include <iostream>
int main() {
    #pragma omp parallel
    {
        std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    }
    return 0;
}

程序会启用 N 个线程去执行parallel指令后面的那个代码块 (N 等同于 CPU 的核心数)，执行完这个代码块之后，程序又会变回单线程。编译时只需要提供-fopenmp参数，就可以让编译器启用 OpenMP。例如，下面在双核的机器上运行这个程序，将会打印两条消息：

$ g++ -std=c++11 -fopenmp -o main main.cpp
$ ./main
Hello, World!
Hello, World!

fork/join并行执行模式的概念

OpenMP在并行执行程序时，采用的是fork/join式并行模式，共享存储式并行程序就是使用fork/join式并行的。在开始时，只有一个叫做主线程的运行线程存在。在运行过程中，当遇到需要进行并行计算的时候，派生出（Fork）线程来执行并行任务。在并行代码结束执行，派生线程退出或挂起，控制流程回到单独的主线程中（Join）。

执行模型

OpenMP集成

在CMake 3.9以上版本中，对OpenMP的支持得到了极大的改善。将OpenMP添加到目标中的现代(TM)方法是

# 将编译生成物链接OpenMP
# Find OpenMP
if(APPLE AND USE_OpenMP)
    if(CMAKE_C_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
        set(OpenMP_C "${CMAKE_C_COMPILER}")
        set(OpenMP_C_FLAGS "-Xpreprocessor -fopenmp -lomp -Wno-unused-command-line-argument")
        #注意以上需要增加-Xpreprocessor 以及不能直接-llibomp 在这里不需要前缀lib只需要-lomp即可，下面相似的地方也是同个道理
        set(OpenMP_C_LIB_NAMES "libomp" "libgomp" "libiomp5")
        set(OpenMP_libomp_LIBRARY ${OpenMP_C_LIB_NAMES})
        set(OpenMP_libgomp_LIBRARY ${OpenMP_C_LIB_NAMES})
        set(OpenMP_libiomp5_LIBRARY ${OpenMP_C_LIB_NAMES})
    endif()
    if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
      set(OpenMP_CXX "${CMAKE_CXX_COMPILER}")
      set(OpenMP_CXX_FLAGS "-Xpreprocessor -fopenmp -lomp -Wno-unused-command-line-argument")
      set(OpenMP_CXX_LIB_NAMES "libomp" "libgomp" "libiomp5")
      set(OpenMP_libomp_LIBRARY ${OpenMP_CXX_LIB_NAMES})
      set(OpenMP_libgomp_LIBRARY ${OpenMP_CXX_LIB_NAMES})
      set(OpenMP_libiomp5_LIBRARY ${OpenMP_CXX_LIB_NAMES})
    endif()
endif()

if(USE_OpenMP)
  find_package(OpenMP REQUIRED)
endif(USE_OpenMP)

if (OPENMP_FOUND)
    include_directories("${OPENMP_INCLUDES}")
    link_directories("${OPENMP_LIBRARIES}")
    set (CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} ${OpenMP_C_FLAGS}")
    set (CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${OpenMP_CXX_FLAGS}")
endif(OPENMP_FOUND)

OpenMP并行编程指南

概述

什么是OpenMP？

fork/join并行执行模式的概念

OpenMP集成

示例代码