c - 3by3 线程同步：如何避免开销

Question

假设我正在运行 N 个线程。每个线程都需要与下一个和上一个线程同步。

    for (i = 0 ; i < NITER; i++){
      do_something ();
      sync_with_neighbours (tId - 1, tId + 1);
    }

我需要以最有效的方式实现同步。Pthread 屏障效率不高，因为这样每个线程都会等待最慢的线程到达屏障。

欢迎任何想法

编辑：

不，我们不必等待线程 0：

如果这两个相邻线程“i + 1”和“i - 1”准备就绪，则线程“i”将运行。

假设我们在 T 时刻在这种情况下运行 6 个线程：

T + 1 的情况将是：

如您所见，每个人都无需等待 Th0

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我假设（按照您的示例）您的意思是同步不是真正的会合，而是交叉信号。因此，如果任何线程从每个邻居那里获得空闲信号，它都可以运行。为此，您可以使用信号量，每个线程一个。同步部分如下所示：

   UP(left_sem)
   UP(right_sem)
   DOWN(own_sem,2)

（第一个和最后一个线程没有左右邻居，分别。因此，它们只需要一个简单的DOWN）

关于实现：经典的 System V 信号量似乎是合适的，因为 System V 系统调用已经处理了信号量数组，因此您只需要做一些索引。但是，每种信号量都应该足够了。

score 1 · Accepted Answer

只是为了好玩-您可以查看我的游戏生活编码示例-

但是由于您没有 ParC，并且被 pThreads 卡住了，所以这有点棘手。最快的同步方法通常是使用一个简单的信号量机制，其中（p）线程保持热状态并且只读取一个内存位置直到它改变（例如等待它变为非零）。

要记住的事情：

如果您将数据和信号量分开，使得通过内存子系统的写入不是原子的和/或有序的东西可能不起作用（有时），因此至少确保所有内容都在同一缓存行上（如果可能），否则校验和您的数据所以接收方知道它有一套完整的数据。

注意 1：我假设您的意思是“速度”而不是“效率”，并且您拥有与线程一样多的内核。

注 2：pThreads 源于操作系统级别的多线程（粗略），只是在这个级别很烂（精细）。

score 0 · Accepted Answer

一种方法可以通过使用 OpenMP 库（这个库也使用 pthreads）来传递，并使用有序子句。

在执行带有有序子句的 for 或并行 for 构造时，有序构造严格按照它们在循环的顺序执行中的执行顺序执行。

如果我正确理解您的问题，线程 8 必须与 7 和 9 同步，但 7 必须与 6 和 8 同步，依此类推，所以实际上每个线程都必须等待线程 0。一旦线程 0 准备好，线程 1 也可以准备好，依此类推。因此，看起来每个有序子句都可能有用。

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