mpi4py 點到點通信之就緒阻塞通信模式

上一篇中我們介紹 mpi4py 中緩沖阻塞通信模式,下面我們將介紹就緒阻塞通信模式。

在就緒通信模式下,僅當對方的接收操作啟動并準備就緒時,才可發送數據,否則可能導致錯誤或無法預知的結果。從語義上講,就緒發送方式與同步和標準發送完全一致,這個動作僅僅是向 MPI 環境傳遞了一個額外的信息,告訴它對方的接收動作已經“就緒”,不必顧慮,而可直接了當執行相應的發送操作。基于這個信息可避免一系列的緩沖操作以及收/發雙方的握手操作,使得 MPI 環境可對通信做更細致的優化以提高通信效率。對發送方而言,這也意味著發送緩沖區在發送函數返回之后即可被安全地用于其它操作。

下面是 mpi4py 中用于就緒阻塞點到點通信的方法接口(MPI.Comm 類的方法),注意:在就緒通信模式中只有只有以大寫字母開頭的 Rsend,沒有以小寫字母開頭的 rsend。

Rsend(self, buf, int dest, int tag=0)
Recv(self, buf, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG, Status status=None)

這些方法調用中的參數是與標準通信模式的方法調用參數一樣的。

下面分別給出 Rsend/Recv 的使用例程。

# Rsend_Recv.py

import numpy as np
from mpi4py import MPI


comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()

count = 10
send_buf = np.arange(count, dtype='i')
recv_buf = np.empty(count, dtype='i')

if rank == 0:
    comm.Rsend(send_buf, dest=1, tag=11)
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_buf)
elif rank == 1:
    comm.Recv(recv_buf, source=0, tag=11)
    print 'process %d receives %s' % (rank, recv_buf)

運行結果如下:

$ mpiexec -n 2 python Rsend_Recv.py
process 0 sends [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
process 1 receives [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

因為沒有以小寫字母開頭的 rsend,所以不能直接地發送通用的 Python 對象,但是我們可以手動地將其 pickle 系列化之后再用 Rsend 發送,如下:

# Rsend_Recv_obj.py

import pickle
from mpi4py import MPI


comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()

send_obj = {'a': [1, 2.4, 'abc', -2.3+3.4J],
            'b': {2, 3, 4}}

recv_buf = bytearray(2000) # pre-allocate a buffer for message receiving

if rank == 0:
    comm.Rsend(pickle.dumps(send_obj), dest=1, tag=11)
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_obj)
elif rank == 1:
    comm.Recv(recv_buf, source=0, tag=11)
    print 'process %d receives %s' % (rank, pickle.loads(recv_buf))

    # or simply use comm.recv
    # recv_obj = comm.recv(source=0, tag=11)
    # print 'process %d receives %s' % (rank, recv_obj)

運行結果如下:

$ mpiexec -n 2 python Rsend_Recv_obj.py
process 0 sends {'a': [1, 2.4, 'abc', (-2.3+3.4j)], 'b': set([2, 3, 4])}
process 1 receives {'a': [1, 2.4, 'abc', (-2.3+3.4j)], 'b': set([2, 3, 4])}

上面兩個例程并不能確保通信的安全,如果進程0恰好在進程1執行到接收動作之前即啟動了發送動作,則可能會報錯,因此在實際應用中,如果采用就緒的通信模式,應該確保對方的接收操作啟動并準備就緒后再發送數據。

上面我們介紹 mpi4py 中就緒阻塞通信模式,在下一篇中我們將介紹同步阻塞通信模式。

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