Intel Threading Building Blocks

Intel Threading Building Blocks

Тип	бібліотека (програмування)
Розробник	Intel
Стабільний випуск	4.4 (25 серпня 2015 (2015-08-25))
Версії	2019 (12 вересня 2018)
Операційна система	Крос-платформова
Мова програмування	С++
Ліцензія	Подвійна: комерційна і GPL 2.0
Репозиторій	github.com/oneapi-src/oneTBB
Вебсайт	threadingbuildingblocks.org

Intel Threading Building Blocks (також відома як TBB) — кросплатформна бібліотека шаблонів С++, розроблена компанією Intel для паралельного програмування. Бібліотека містить алгоритми і структури даних, що дозволяють програмісту уникнути багатьох складнощів, що виникають при використанні традиційних реалізацій потоків, таких як POSIX Threads, Windows threads або Boost Threads, в яких створюються окремі потоки виконання, що синхронізуються і зупиняються вручну. Бібліотека TBB абстрагує доступ до окремих потоків. Всі операції трактуються як «задачі», які динамічно розподіляються між ядрами процесора. Крім того, досягається ефективне використання кешу. Програма, написана з використанням TBB, створює, синхронізує і руйнує графи залежностей завдань відповідно до алгоритму. Потім завдання виконуються відповідно до залежностей. Цей підхід дозволяє програмувати паралельні алгоритми на високому рівні, абстрагуючись від деталей архітектури конкретної машини.

Вміст бібліотеки

TBB це колекція компонент для паралельного програмування:

• Базові алгоритми: parallel_for, parallel_reduce, parallel_scan
• Розвинуті алгоритми: parallel_while, parallel_do, parallel_pipeline, parallel_sort
• Контейнери: concurrent_queue, concurrent_priority_queue, concurrent_vector, concurrent_hash_map
• Виділення пам'яті: scalable_malloc, scalable_free, scalable_realloc, scalable_calloc, scalable_allocator, cache_aligned_allocator
• Взаємне виключення: mutex, spin_mutex, queuing_mutex, spin_rw_mutex, queuing_rw_mutex, recursive_mutex
• Атомарні операції: fetch_and_add, fetch_and_increment, fetch_and_decrement, compare_and_swap, fetch_and_store
• Час: платформонезалежна реалізація дрібногранульованої глобальної мітки часу
• Планування завдань: безпосередній доступ до контролювання створення та виконання завдань

Історія

Версія 1.0 була випущена фірмою Інтел 29 серпня 2006, через рік після випуску свого першого двоядерного процесора Pentium D.

Версія 1.1 була випущена 10 квітня 2007. 5 червня бібліотека була додана до складу Intel C++ Compiler 10.0 Professional Edition.

Версія 2.0 була випущена 24 липня 2007. Був відкритий вихідний код бібліотеки і був створений проект з відкритим вихідним кодом з ліцензією GPLv2. Бібліотека також доступна під комерційною ліцензією без вихідного коду, але з доступом до технічної підтримки. Функціональність обох бібліотек однакова.

Версія 2.1 була випущена 22 липня 2008.

Версія 2.2 була випущена 5 серпня 2009 року. Вона включає в себе підтримку лямбда-функцій C++0x.

Версія 3.0 була випущена 4 травня 2010. Список вдосконалень

Версія 4.0 була випущена 8 вересня 2011. Був доданий новий функціонал, див.

Починаючи з версії 3.0 проміжні оновлення TBB виходять у форматі TBB X.0 update N, наприклад TBB 4.0 update 2.

Приклади використання

У цій програмі елементи масиву обробляються функцією Calculate паралельно.

// Підключаються необхідні заголовні файли
#include “tbb/blocked_range.h”
#include “tbb/parallel_for.h”

// Кількість елементів вектора
const int SIZE = 10000000;

// Клас-обробник
class CalculationTask
{
	double *myArray;
public:
	// Оператор () виконується над діапазоном з простору ітерацій
	void operator()(const tbb::blocked_range<int> &r) const
	{
		for (int i = r.begin(); i != r.end(); i++)
			Calculate(myArray[i]);
	}

	// Конструктор
	CalculationTask (double *a) : myArray(a) { }
};


int main()
{
	double *myArray = new double[SIZE];

	// Запуск паралельного алгоритму for
	tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, SIZE), CalculationTask(myArray));

	delete[] myArray;

	return 0;
}

З використанням лямбда-функцій з С ++ 11:

// Підключаються необхідні заголовні файли
#include “tbb/blocked_range.h”
#include “tbb/parallel_for.h”

// Кількість елементів вектора
const int SIZE = 10000000;

int main()
{
	double *myArray = new double[SIZE];

	// Запуск паралельного алгоритму for
	tbb::parallel_for(tbb::blocked_range<int>(0, SIZE),
	// Лямбда-функція
	[myArray](const tbb::blocked_range<int> &r)
	{
		for (int i = r.begin(); i != r.end(); i++)
			Calculate(myArray[i]);
	});

	delete[] myArray;

	return 0;
}

Підтримувані операційні системи

Комерційна версія TBB 4.0 підтримує Microsoft Windows (XP або вище), Mac OS X (версія 10.5.8 або вище) і Linux, використовуючи різні компілятори (Visual C++ (версія 8.0 або вище, тільки на Windows), Intel C++ compiler (версія 11.1 або вище) або GNU Compiler Collection (gcc, версія 3.4 і вище)). Крім того, співтовариство відкритої версії TBB відправило її на Sun Solaris, PowerPC, Xbox 360, QNX Neutrino, і FreeBSD.

Література

• Reinders, James (2007, July). Intel Threading Building Blocks: Outfitting C++ for Multi-core Processor Parallelism (Paperback) Sebastopol: O'Reilly Media, ISBN 978-0-596-51480-8.
• Voss, M. (2006, October). «Demystify Scalable Parallelism with Intel Threading Building Blocks' Generic Parallel Algorithms.»
• Voss, M. (2006, December). «Enable Safe, Scalable Parallelism with Intel Threading Building Blocks' Concurrent Containers.»
• Hudson, R. L., B. Saha, et al. (2006, June). «McRT-Malloc: a scalable transactional memory allocator.» Proceedings of the 2006 International Symposium on Memory Management. New York: ACM Press, pp. 74-83.

Див. також

• OpenMP
• Intel Cilk Plus
• Стандартна бібліотека шаблонів
• Intel Parallel Studio
• Intel Software Network

Посилання

• http://www.threadingbuildingblocks.org — сайт спільноти.
• http://software.intel.com/ru-ru/articles/intel-tbb/ — опис бібліотеки російською на сайті Інтел.
• http://www.slideshare.net/yandex/ss-33845143 - паралелізм в С++ (оглядова презентація)