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golang中的并行算法對向量中的元素求和

golang中的并行算法對向量中的元素求和

Go
至尊寶的傳說 2022-12-19 21:03:37
我正在 Golang 中實施一些并行算法作為練習。現在我正在嘗試對向量中的所有元素求和,但為此,我需要一個障礙。我四處搜索,但找不到任何可以幫助我的東西。這是我的代碼的樣子:package mainimport (    "fmt"    "math"    "sync")func main() {    var wg sync.WaitGroup    sumWorkerFunc := func(k int, a []int, br *sync.WaitGroup) {        bound := int(math.Ceil(math.Log2(float64(k))))        for i := 1; i < bound; i++ {            if k%int(math.Pow(2, float64(i))) == 0 {                a[k] = a[k-int(math.Pow(2, float64(i-1)))] + a[k]            }            /* barrier here */        }        wg.Done()    }    a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}    fmt.Println("Before:")    fmt.Println(a)    workers := 8    wg.Add(workers)    for k := 0; k < workers; k++ {        go sumWorkerFunc(k, a, br)    }    wg.Wait()    fmt.Println("After:")    fmt.Println(a)}在開始下一次迭代之前,我需要等待所有工作人員完成,因為他們需要下一次迭代的結果。這就是我試圖做的:package mainimport (    "fmt"    "math"    "sync")func main() {    var wg sync.WaitGroup    sumWorkerFunc := func(k int, a []int, br *sync.WaitGroup) {        bound := int(math.Ceil(math.Log2(float64(k))))        for i := 1; i < bound; i++ {            if k%int(math.Pow(2, float64(i))) == 0 {                a[k] = a[k-int(math.Pow(2, float64(i-1)))] + a[k]            }            br.Done()            br.Wait() // this should not be here            br.Add(1)        }        wg.Done()    }    a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}    fmt.Println("Before:")    fmt.Println(a)    workers := 8    wg.Add(workers)    var barrier sync.WaitGroup    barrier.Add(workers)    for k := 0; k < workers; k++ {        go sumWorkerFunc(k, a, &barrier)    }    wg.Wait()    fmt.Println("After:")    fmt.Println(a)}但是我不能在那里放置一個 Wait() 因為它會被所有的工人調用。在那里實施障礙的正確方法是什么?我開始認為這個問題可能更多地針對可能不適合 Golang 的共享內存模型。謝謝!
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2 回答

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茅侃侃

TA貢獻1842條經驗 獲得超21個贊

您需要的不僅僅是一個 WaitGroup 來協調此例程??纯催@個圖案:


func main() {

    const size = 100

    var (

        wg sync.WaitGroup

        a  [size]int

    )


    // Fill array a with all ones

    for i := 0; i < size; i++ {

        go func(x int) {

            wg.Add(1)

            a[x] = 1

            wg.Done()

        }(i)

    }


    wg.Wait()


    fmt.Println(a)

}

每個工作人員在開始工作之前將自己添加到 WaitGroup 中,然后在完成后將自己刪除。 你看到問題了嗎?嘗試自己運行幾次并查看輸出。


wg.Wait()僅當您在調用所有預期的方法之后wg.Add(x)調用它時才有效。由于wg.Add(1)它們在 goroutine 中,沒有任何其他同步,我們不確定到 時添加了多少mainworker wg.Wait()。例如,有可能在 100 名工人中,有 50 人都打電話了wg.Add(1),然后wg.Done()在剩下的 50 人做任何事情之前。因此,wg.Wait()在 50 名工人仍未完成時繼續進行。這一切就是說wg.Add(x)必須同步!


var barrier sync.WaitGroup

barrier.Add(workers)


for k := 0; k < workers; k++ {

    go sumWorkerFunc(k, a, &barrier)

}

在這種情況下,Add是同步的,因為它發生在工作人員開始執行之前。


br.Done()

br.Wait()

br.Add(1)

讓你所有的工人都打電話不一定有問題Wait,問題Add是不同步。您不能在此處使用 WaitGroup 來同步自身。您需要一些額外的功能(另一個 WaitGroup、一個鎖、一個通道等)來在輪次之間創建跨工作線程的同步。


這是我能想到的最簡單的解決方案,它使每一輪都有一個 WaitGroup:


func main() {

    const (

        workers = 3

        rounds  = 5

    )


    work := func(i int, roundWgs []sync.WaitGroup) {

        for r := 0; r < rounds; r++ {

            // This is the "work" we do each round

            fmt.Printf("round: %v, worker %v\n", r, i)


            // We are finished the current round, and will wait for the group.

            roundWgs[r].Done()

            roundWgs[r].Wait()

        }

    }


    // Each round of work has it's own WaitGroup, in which each worker must finish.

    var roundWgs = make([]sync.WaitGroup, rounds)

    for i := 0; i < rounds; i++ {

        roundWgs[i].Add(workers)

    }


    // wg is our outermost WaitGroup, which waits until all work is done.

    var wg sync.WaitGroup

    wg.Add(workers)

    for i := 0; i < workers; i++ {

        go func(j int) {

            defer wg.Done()

            work(j, roundWgs)

        }(i)

    }

    wg.Wait()

}

輸出:


round: 0, worker 2

round: 0, worker 0

round: 0, worker 1

round: 1, worker 1

round: 1, worker 0

round: 1, worker 2

round: 2, worker 2

round: 2, worker 1

round: 2, worker 0

round: 3, worker 0

round: 3, worker 2

round: 3, worker 1

round: 4, worker 1

round: 4, worker 2

round: 4, worker 0

同樣,Adds 是同步的,因為它們都發生在任何 worker 開始之前。


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反對 回復 2022-12-19
?
一只甜甜圈

TA貢獻1836條經驗 獲得超5個贊

我認為你正在嘗試做的更像是一個共享內存場景。最好不要延遲等待,而是將其放在啟動 goroutine 的循環之后。并且您應該使用互斥鎖來確保互斥。

而且我認為這個問題的順序無關緊要。


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反對 回復 2022-12-19
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