Visual Studio 2017中多线程调用omp_set_num_threads不同值的异常问题

omp_set_num_threads是进程级全局设置，所有OpenMP并行区域都会共享这个值。当两个独立的操作系统线程先后或同时修改这个值时，后调用的设置会覆盖前一个，导致其中一个线程的并行区域执行时使用了错误的线程数。

以下是几种无需统一全局线程数的可行方案：

1. 使用num_threads子句（推荐） #

直接在#pragma omp指令中通过num_threads子句指定当前并行区域的线程数，完全绕过全局设置，从根源避免冲突：

线程1修改后代码：

#pragma omp parallel for num_threads(20)
for(...

线程2修改后代码：

#pragma omp parallel num_threads(18)
{
    int ith = omp_get_thread_num();
    if(ith >= 18)
    {
        TRACE("ith %d, actual number of threads %d\n", ith, omp_get_num_threads())
    }
}

这种方式为每个并行区域单独指定线程数，互不干扰，代码简洁且可靠。

2. 线程局部存储+临时切换全局设置 #

如果必须保留omp_set_num_threads的调用方式，可以通过线程局部存储维护每个操作系统线程的线程数配置，在进入并行区域前临时修改全局设置，执行完成后恢复原值：

// 线程局部变量，存储当前OS线程需要的OpenMP线程数
__declspec(thread) int local_omp_threads = 0;

// 线程1逻辑
local_omp_threads = 20;
int old_thread_count = omp_get_max_threads();
omp_set_num_threads(local_omp_threads);
#pragma omp parallel for
for(...
// 恢复全局设置
omp_set_num_threads(old_thread_count);

// 线程2逻辑
local_omp_threads = 18;
int old_thread_count2 = omp_get_max_threads();
omp_set_num_threads(local_omp_threads);
#pragma omp parallel
{
    int ith = omp_get_thread_num();
    if(ith >= 18)
    {
        TRACE("ith %d, actual number of threads %d\n", ith, omp_get_num_threads())
    }
}
omp_set_num_threads(old_thread_count2);

注意：需要用互斥锁保护全局设置的修改和恢复操作，避免两个OS线程同时操作导致的竞态问题。

3. OpenMP 4.0+细粒度线程控制（复杂场景可选） #

VS2017支持OpenMP 4.0标准，可结合omp_get_thread_limit、线程亲和性等特性实现更细粒度的线程控制，但复杂度远高于num_threads子句，仅适合特殊动态调整场景。

优先选择num_threads子句方案，它直接隔离不同并行区域的线程数设置，无竞态风险，代码可读性也更强。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicola Papp