TBB打开并行编程大门

并行与并发

• 并发：轮换执行不同线程的任务，看起来好像同时运行，为的是异步处理多个不同的任务，避免同步造成的阻塞；
• 并行：每个处理器执行一个线程，真正的同时运行，为的是将一个任务分派到多个核上，更快地完成任务。

安装与使用

# Ubuntu
sudo apt-get install libtbb-dev
# Arch Linux
sudo pacman -S tbb
# Windows
.\vcpkg install tbb:x64-windows

基于TBB任务组的用法

tbb::task_group

用一个任务组 tbb::task_group可以启动多个任务，并在主线程中等待任务组内的所有任务完毕。

tbb::task_group tg;
tg.run([&] {
    download("hello1.zip");
});
tg.run([&] {
    download("hello2.zip");
});
tg.wait();

tbb::parallel_invoke

上述用法等价于 tbb::parallel_invoke(Fs &&fs...)

tbb::parallel_invoke(
[&] {
    download("hello1.zip");
},
[&] {
    download("hello2.zip");
});

并行for循环

tbb::parallel_for

size_t n = 1 << 26;
std::vector<double> sin_v(n);

tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<size_t>(0, n),
    [&](tbb::blocked_range<size_t> r) {
        for (size_t i = r.begin(); i < r.end(); ++i)
        {
            sin_v[i] = std::sin(i);
        }
    });

如果觉得用法繁琐，可以使用下面的简化版本：【但是简化版无法进行simd优化】

tbb::parallel_for((size_t)0, (size_t)n, [&](size_t i) {
    sin_v[i] = std::sin(i);
});

另外，二维区间上的for循环范围：tbb::blocked_range2d(row_begin, row_end, col_begin, col_end)

tbb::parallel_for(tbb::blocked_range2d<size_t>(0, 8, 0, 7),
    [&](tbb::blocked_range2d<size_t> r) {
        for (size_t i = r.rows().begin(); i < r.rows().end(); ++i) {
            for (size_t j = r.cols().begin(); j < r.cols().end(); ++j) {
                sin_v[i * 7 + j] = j;
            }
        }
    });

三维区间范围：tbb::blocked_range3d(page_begin/end, row_begin/end, col_begin/end):

tbb::parallel_for(tbb::blocked_range3d<size_t>(0,n,0,n,0,n),
[&] (tbb::blocked_range3d<size_t> r) {
    for (size_t i = r.pages().begin(); i < r.pages().end(); ++i){
        for(size_t j = r.rows().begin(); j < r.rows().end(); ++j){
            for(size_t k = r.cols().begin(); k < r.cols().end(); ++k){
                sin_v[i*n*n + j*n + k] = 1;
            }
        }
    }
})

还有blocked_rangeNd，可自行查阅相关资料了解用法

tbb::parallel_for_each

该函数是引用传参。

 tbb::parallel_for_each(sin_v.begin(), sin_v.end(), [&](double& a) {
    a = 1.2;
});

并行缩并

tbb::parallel_reduce或tbb::parallel_deterministic_reduce均可实现对一组数的缩并操作（诸如累加、累乘等）。前者由于分配的范围动态，由于小数的四舍五入等误差导致每次运算结果不一，但通常性能较好，后者可以保证每次分配的范围一直，因而计算结果一致，但是性能较差。

size_t N = 1 << 26;
float res = tbb::parallel_deterministic_reduce(tbb::blocked_range<size_t>(0, N), (float)0,
    [&](tbb::blocked_range<size_t>r, float local_res) {
        for (size_t i = r.begin(); i < r.end(); ++i) {
            local_res += std::sin(i);
        }
        return local_res;
    }, [](float x, float y) {
        return x + y;
    });