Fortran OpenMP求助

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-1 13:53:38

本帖最后由 wxhwbh 于 2020-4-1 13:59 编辑

最近在学习并行计算，尝试把以前的程序用OpenMP改成并行的。原来程序大致如下：

do itraj=1,nsim
......(初始条件设置）
do itime=0,nstep
......(动力学演化部分）
tr=(itime+1)*dt
if(mod(itime,int(t/dt/ngrid))==0)then !设置格点，每隔几个步长存储一次数据
igrid=itime/int(t/dt/ngrid)+1
pop1(igrid,itraj)=...
pop2(igrid,itraj)=...
td(igrid)=tr
end if
end do
end do

复制代码

第一行do itraj=1,nsim其实就是不同的轨迹分别作演化，一共nsim条轨迹。不同轨迹之间是独立的，所以想把不同轨迹的计算分配给不同线程。由于是动力学演化，因此除了第一个循环外，剩下的部分在每个线程中都应该顺序执行（包括循环的部分，比如do itime=0,nstep部分）。我尝试了这么改：

!$ call OMP_SET_NUM_THREADS(4)
!$OMP PARALLEL DO DEFAULT(PRIVATE) SHARED(nsim,pop1,pop2,nstep)
do itraj=1,nsim
......(初始条件设置）
do itime=0,nstep
......(动力学演化部分）
tr=(itime+1)*dt
if(mod(itime,int(t/dt/ngrid))==0)then !设置格点，每隔几个步长存储一次数据
igrid=itime/int(t/dt/ngrid)+1
pop1(igrid,itraj)=...
pop2(igrid,itraj)=...
td(igrid)=tr
end if
end do
end do
!$OMP END PARALLEL DO

复制代码

确实起到了并行的效果，但输出结果不对。存储结果的pop1,pop2只有igrid=1时有值。不太明白是什么原因，想问问这个程序应该怎么改呢？

sobereva · 发表于 Post on 2020-4-3 11:33:15

nstep、nsim都没必要特意设shared，因为它们并不会被改写
建议把所有private变量都直接用private(...)写明，default方式设置经常不奏效。
搞不清楚症结的时候可以在里面加入一些write(*,*)输出变量便于调试

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 12:05:30

sobereva 发表于 2020-4-3 11:33
nstep、nsim都没必要特意设shared，因为它们并不会被改写
建议把所有private变量都直接用private(...)写明 ...

把除pop1,pop2以外其余会修改的变量都用private定义了。输出结果倒是没问题，可是程序变得更慢了。
我现在头几行如下：

!$ call OMP_SET_NUM_THREADS(4)
!$ M=OMP_get_num_threads()
!$ write(*,*) M
!$OMP PARALLEL DO PRIVATE(P,R,j,p1,tr,theta1,theta2,xe,pe,td,itime,igrid,H) SHARED(pop1,pop2) SCHEDULE(DYNAMIC)

复制代码

OMP_get_num_threads报出的线程数一直是1。社长这个是什么原因呢？

sobereva · 发表于 Post on 2020-4-3 12:25:20

不用call OMP_SET_NUM_THREADS(4)，而改成!$OMP PARALLEL DO ...后面加上NUM_THREADS(4)再试

万里云 · 发表于 Post on 2020-4-3 13:11:51

推荐楼主用MPI，所有变量都是私有的，只能通过子程序显式交换数据。每个进程执行哪些任务也是显式指定的，比OpenMP这种隐式并行清晰得多。

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 14:17:23

万里云发表于 2020-4-3 13:11
推荐楼主用MPI，所有变量都是私有的，只能通过子程序显式交换数据。每个进程执行哪些任务也是显式指定的， ...

谢谢你。不过MPI关于fortran的资料不太多，一直没怎么看明白。

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 14:40:27

sobereva 发表于 2020-4-3 12:25
不用call OMP_SET_NUM_THREADS(4)，而改成!$OMP PARALLEL DO ...后面加上NUM_THREADS(4)再试

好像还是不行。而且我刚刚检查了一下结果，并行运行出的结果是不对的（按上面所有方法能输出的话结果都不对），串行结果是对的。实在不知道什么原因。
话说每次并行运行时总会跳出一个
OMP: Warning #181: OMP_STACKSIZE: ignored because KMP_STACKSIZE has been defined
会和这个有关系吗？

niobium · 发表于 Post on 2020-4-3 16:08:04

wxhwbh 发表于 2020-4-3 14:40
好像还是不行。而且我刚刚检查了一下结果，并行运行出的结果是不对的（按上面所有方法能输出的话结果都不 ...

那你把这个变量的值放大一点看看

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 17:04:54

niobium 发表于 2020-4-3 16:08
那你把这个变量的值放大一点看看

可是我没有定义这个变量啊

niobium · 发表于 Post on 2020-4-3 18:27:00

程序变慢可能是你本身每个线程的任务都是瞬间完成的，所以并行反而慢了。如果说整个程序串行也就分分钟完成，就没必要写并行了。另外，你这种情况要确保是static方式分配任务（不过一般默认就是）

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 20:48:26

niobium 发表于 2020-4-3 18:27
程序变慢可能是你本身每个线程的任务都是瞬间完成的，所以并行反而慢了。如果说整个程序串行也就分分钟完成 ...

我确实一条轨迹用不了多久。但如果步长取小了或者轨迹数变多了，计算速度还是会受影响。
现在主要还是想解决并行了计算结果不对的问题。

niobium · 发表于 Post on 2020-4-3 20:51:32

wxhwbh 发表于 2020-4-3 20:48
我确实一条轨迹用不了多久。但如果步长取小了或者轨迹数变多了，计算速度还是会受影响。
现在主要还是想 ...

那就是仔细检查每一个变量的private和share属性是否正确。凭我的感觉，你的share变量不止那几个

wxhwbh · 发表于 Post on 2020-4-3 22:13:38

niobium 发表于 2020-4-3 20:51
那就是仔细检查每一个变量的private和share属性是否正确。凭我的感觉，你的share变量不止那几个

我记得如果不定义变量是什么的话，默认都是shared吧？我只是把最后存储结果的两个数组作为了shared。

sobereva · 发表于 Post on 2020-4-4 04:52:02

wxhwbh 发表于 2020-4-3 14:40
好像还是不行。而且我刚刚检查了一下结果，并行运行出的结果是不对的（按上面所有方法能输出的话结果都不 ...

跟这个无关，这是设置OpenMP堆栈内存的

我强烈建议所有被修改的变量一律都明确自行指定private、shared。不要去相信“默认”，很多网页、书上说的关于默认的情况和实际并不相符。

PS：OpenMP在我来看比起MPI方便得多，还不需要用户有MPI环境，而且可以共享内存节约内存使用

万里云 · 发表于 Post on 2020-4-5 15:28:55

wxhwbh 发表于 2020-4-3 14:17
谢谢你。不过MPI关于fortran的资料不太多，一直没怎么看明白。

可以参考C语言的API和教程，区别在个别参数上。

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