在上一篇中概要地介紹了 mpi4py 中的點(diǎn)到點(diǎn)通信方法及其消息傳遞的流程，下面我們介紹 mpi4py 中標(biāo)準(zhǔn)的阻塞通信模式。
阻塞通信是指消息發(fā)送方的 send 調(diào)用需要接收方的 recv 調(diào)用的配合才可完成。即在發(fā)送的消息信封和數(shù)據(jù)被安全地“保存”起來之前，send 函數(shù)的調(diào)用不會返回。標(biāo)準(zhǔn)模式的阻塞 send 調(diào)用要求有接收進(jìn)程的 recv 調(diào)用配合。
下面是 mpi4py 中用于標(biāo)準(zhǔn)阻塞點(diǎn)到點(diǎn)通信的方法接口（MPI.Comm 類的方法）：
send(self, obj, int dest, int tag=0)
recv(self, buf=None, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG, Status status=None)
Send(self, buf, int dest, int tag=0)
Recv(self, buf, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG, Status status=None)
首先交代一下這些方法調(diào)用中用到的參數(shù)，mpi4py 中其它的點(diǎn)到點(diǎn)通信方法都有類似的參數(shù)格式。
以小寫字母開頭的 send 方法可以發(fā)送任意可被 pickle 系列化的 Python 對象 obj，在發(fā)送之前這個對象被 pickle 系列化為字符串或二進(jìn)制數(shù)據(jù)，int 類型的 dest 指明發(fā)送的目的地（要接收該消息的進(jìn)程的進(jìn)程號），可選的 int 類型的 tag 指明發(fā)送消息的 tag。recv 方法可以有一個可選的 buf 參數(shù)以指明一個預(yù)先分配好的內(nèi)存緩沖區(qū)作為接收緩沖區(qū)。在大多數(shù)情況下都用不著這個參數(shù)，只有在某些需要考慮優(yōu)化消息接收的情況下，你可以預(yù)先分配一個足夠大的內(nèi)存緩沖區(qū)，并用這個緩沖區(qū)來反復(fù)接收多個消息。另外需要注意的是這個緩沖區(qū)中存放的是被 pickle 系列化了的字符串和二進(jìn)制數(shù)據(jù)，你需要使用 pickle.loads 來恢復(fù)所接收的 Python 對象。可選的 int 類型的 source 指明接收的消息源（發(fā)送該消息的進(jìn)程的進(jìn)程號），可選的 tag 指明消息的 tag，另外一個可選的 status 參數(shù)可以傳人一個 MPI.Status 對象。接收進(jìn)程可指定通用接收信封即 MPI.ANY_SOURCE，MPI.ANY_TAG，接收來自任何源進(jìn)程的任意 tag 消息。可見，send 和 recv 操作是非對稱的，即發(fā)送方必須給出特定的目的地址，而接收方則可以從任意源接收謝謝。從任意源和任意 tag 接收的消息可能無法判斷其來源，這時(shí)可以從 status 對象的相關(guān)屬性中找到對應(yīng)的信息。recv 方法返回所接收的 Python 對象。
以大寫字母開頭的 Send/Recv 方法具有幾乎一樣的參數(shù)，不同的是其第一個參數(shù) buf 應(yīng)該是一個長度為2或3的 list 或 tuple，類似于 [data, MPI.DOUBLE]，或者 [data, count, MPI.DOUBLE]，以指明發(fā)送/接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)以及數(shù)據(jù)類型。當(dāng) count 省略時(shí)會利用 data 的字節(jié)長度和數(shù)據(jù)類型計(jì)算出對應(yīng)的 count。對 numpy 數(shù)組，其計(jì)數(shù)和數(shù)據(jù)類型可以自動推斷出來，因此可以直接以 data 作為第一個參數(shù)傳給 buf。
下面分別給出 send/recv 和 Send/Recv 的使用例程。
# send_recv.py
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}}
if rank == 0:
comm.send(send_obj, dest=1, tag=11)
recv_obj = comm.recv(source=1, tag=22)
elif rank == 1:
recv_obj = comm.recv(source=0, tag=11)
comm.send(send_obj, dest=0, tag=22)
print 'process %d receives %s' % (rank, recv_obj)
運(yùn)行結(jié)果如下：
$ mpiexec -n 2 python send_recv.py
process 0 receives {'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])}
# Send_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.Send([send_buf, count, MPI.INT], dest=1, tag=11)
# comm.Send([send_buf, MPI.INT], dest=1, tag=11)
# comm.Send(send_buf, dest=1, tag=11)
comm.Recv([recv_buf, count, MPI.INT], source=1, tag=22)
# comm.Recv([recv_buf, MPI.INT], source=1, tag=22)
# comm.Recv(recv_buf, source=1, tag=22)
elif rank == 1:
comm.Recv([recv_buf, count, MPI.INT], source=0, tag=11)
# comm.Recv([recv_buf, MPI.INT], source=0, tag=11)
# comm.Recv(recv_buf, source=0, tag=11)
comm.Send([send_buf, count, MPI.INT], dest=0, tag=22)
# comm.Send([send_buf, MPI.INT], dest=0, tag=22)
# comm.Send(send_buf, dest=0, tag=22)
print 'process %d receives %s' % (rank, recv_buf)
運(yùn)行結(jié)果如下：
$ mpiexec -n 2 python Send_Recv.py
process 0 receives [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
process 1 receives [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
下面再給出一個使用一個預(yù)分配的內(nèi)存緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的例程。
# send_recv_buf.py
import pickle
import numpy as np
from mpi4py import MPI
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
send_obj = np.arange(10, dtype='i')
recv_buf = bytearray(2000) # pre-allocate a buffer for message receiving
if rank == 0:
comm.send(send_obj, dest=1, tag=11)
elif rank == 1:
recv_obj = comm.recv(recv_buf, source=0, tag=11)
# print recv_buf
print pickle.loads(recv_buf)
print 'process %d receives %s' % (rank, recv_obj)
運(yùn)行結(jié)果如下：
$ mpiexec -n 2 python send_recv_buf.py
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
process 1 receives [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
上面我們介紹了 mpi4py 中標(biāo)準(zhǔn)阻塞通信模式，在下一篇中我們將介紹緩沖阻塞通信模式。
