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https://github.com/Light-City/CPlusPlusThings.git
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dfe1c933b3
- const README: rewrite the space-saving claim per issue #5 follow-ups (constant-expression const vs #define immediates; which const qualify as constant expressions) - const README: fix the class-section diagnosis per issue #338 (overload resolution picks the const overload; the restriction only surfaces once that overload is removed) - sizeof README: virtual-inheritance result is compiler-dependent (GCC merges vbptr+vfptr -> 16, MSVC keeps them separate -> 32) #246 - static README: new section on internal linkage / access restriction with anonymous-namespace comparison #142 - 10-day practice: full problem list table + fixed day links #136 - new design_pattern/singleton/singleton_default.hpp: reusable thread-safe CRTP singleton template, compile+concurrency tested #303
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> 来自 [C++那些事网站](https://light-city.github.io/stories_things/cpp-concurrency/cpp17-parallel-stl/) 的文章，由站点同步脚本导出。
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# C++17 并行 STL
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## 1.各个编译器支持进度
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不同编译器对并行算法库的支持，如下：
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> https://en.cppreference.com/w/cpp/compiler_support/17#C.2B.2B17_library_features
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可以看到gcc9之后就支持了，clang目前支持还不完全，自己也本地测了一下确实不支持。
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其支持的算法包括：
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> https://en.cppreference.com/w/cpp/experimental/parallelism
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## 2.并行算法库要求
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gcc9以后便可以使用并行算法库了，我们可以看一下下面的gcc-9文档。
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> https://gcc.gnu.org/gcc-9/changes.html
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其中，提到一个非常重要的信息：**需要tbb支持**。
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TBB是由英特尔（Intel）公司开发的一个用于并行编程的 C++ 库。TBB 旨在简化多核处理器上的并行软件开发，提供了一套抽象和模型，使程序员能够更容易地实现并行算法。
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1.C++17当中使用并行算法库的前提必须得安装tbb，那如果不安装tbb会怎样呢？
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我自己实测就是可以编译与运行，只是没有任何加速，跟原来非并行跑出来的结果是一样的。
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2.TBB如何安装呢？
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一个是官方的tbb，叫做oneTBB。
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> https://github.com/oneapi-src/oneTBB
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另一个是其他人写的tbb，叫做tbb。
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> https://github.com/wjakob/tbb
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区别在于添加了基于 CMake 的构建系统。
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现在官方也是支持cmake ，所以建议去使用官方的吧。
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编译也是非常简单：
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```
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mkdir build && cmake ..
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make -j8
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make install
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```
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## 3.如何使用
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相比于传统的STL使用又有哪些改变呢？
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**1.接口层面**
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其实比较简单，例如 sort原来是：
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```cpp
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std::sort(begin, end, comp);
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```
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现在变为：
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```
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std::sort(exe_policy, begin, end, comp);
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```
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只需要添加执行策略(execution policy)，有三个选项：
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1. **`std::execution::seq`（顺序执行）:**
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- 这是默认的执行策略，也就是说，如果你没有明确指定执行策略，算法将使用顺序执行。
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- 算法将按照顺序依次处理元素，不涉及并行处理。
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2. **`std::execution::par`（并行执行）:**
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- 使用这个执行策略将启用并行执行。算法会尝试以并行的方式处理元素，充分利用多核处理器。
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3. **`std::execution::par_unseq`（并行和向量化执行）:**
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- 这个执行策略允许算法在并行的同时进行向量化（vectorization），这意味着可以利用 SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集进行并行向量化操作。
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- 与 `std::execution::par` 不同，`par_unseq` 在能够并行处理的同时还允许矢量化处理，从而更充分地利用硬件的并行和向量化能力。
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**2.头文件层面**
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必须要引入：
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```cpp
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#include <algorithm>
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#include <execution>
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```
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如果有tbb的操作，可以引入tbb的头文件，例如：设置线程数。
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**3.编译层面**
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编译时需要指定链接信息，例如：
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```cpp
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g++ -O3 -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic -I/usr/local/include/tbb -L /usr/local/lib/ -o main.out main.cc -ltbb
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```
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## 4.性能测试
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最近在做sort相关的工作，想看看merge与sort的性能，所以写了个benchmark，逻辑如下：
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- 串行sort vs 并行sort(par策略)
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- 串行merge vs 并行merge(par策略)
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数据范围：
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```cpp
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BENCHMARK(BM_ParallelSort)->Arg(16384)->Arg(16384000)->Arg(163840000);
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```
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下面的测试结果将采用tbb默认线程调度策略。
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**对比组1：并行Sort/串行Sort详细数据与加速比**
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**对比组2：并行Merge/串行Merge详细数据与加速比**
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tbb文档：
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> https://oneapi-src.github.io/oneTBB/index.html
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如果要设置线程数，可以这样操作：
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```cpp
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#include <tbb/tbb.h>
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tbb::task_scheduler_init init(16);
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``` |