MPI提供的最实用的一个特性是点对点通讯。两个不同的进程之间可以通过点对点通讯交换数据:一个进程是接收者,一个进程是发送者。
Python的 mpi4py
通过下面两个函数提供了点对点通讯功能:
Comm.Send(data, process_destination)
: 通过它在交流组中的排名来区分发送给不同进程的数据Comm.Recv(process_source)
: 接收来自源进程的数据,也是通过在交流组中的排名来区分的
Comm 变量表示交流者,定义了可以互相通讯的进程组:`comm = MKPI.COMM_WORLD
1. 如何做…
下面的例子展示了如何使用 comm.send
和 comm.recv
指令在不同的进程之间交换信息。
from mpi4py import MPI
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.rank
print("my rank is : " , rank)
if rank == 0:
data = 10000000
destination_process = 4
comm.send(data,dest=destination_process)
print("sending data % s " % data + "to process % d" % destination_process)
if rank == 1:
destination_process = 8
data = "hello"
comm.send(data,dest=destination_process)
print("sending data % s :" % data + "to process % d" % destination_process)
if rank == 4:
data = comm.recv(source = 0)
print("data received is = % s" % data)
if rank == 8:
data1 = comm.recv(source = 1)
print("data1 received is = % s" % data1)
运行脚本的命令如下:
$ mpiexec -n 9 python pointToPointCommunication.py
得到的输出如下:
('my rank is : ', 5)
('my rank is : ', 1)
sending data hello :to process 8
('my rank is : ', 3)
('my rank is : ', 0)
sending data 10000000 to process 4
('my rank is : ', 2)
('my rank is : ', 7)
('my rank is : ', 4)
data received is = 10000000
('my rank is : ', 8)
data1 received is = hello
('my rank is : ', 6)
2. 讨论
我们将最大进程数设置为9来运行程序。所以在交流者组 comm
中,我们可以有9个互相通讯的进程。:
comm = MPI.COMM_WORLD
同时,我们使用 rand
值来区分每个进程:
rank = comm.rand
我们有两个发送者进程和两个接受者进程。rank值为0的进程会发送数据给rank值为4的接受者:
if rank==0:
data= 10000000
destination_process = 4
comm.send(data,dest=destination_process)
同样的,我们可以必须指定rank值为4的进程为接收者。然后我们指定rank变量来调用 comm.recv
命令。
...
if rank == 4:
data = comm.recv(source=0)
对于另外一组发送者和接收者,我们指定rank为1的作为发送者,rank为8的作为接收者。与上一组只有一点不同,这一组发送的数据类型是String。
if rank==1:
destination_process = 8
data= "hello"
comm.send(data,dest=destination_process)
对于接收者来说,需要指定发送者的rank。
if rank==8:
data1=comm.recv(source=1)
下图展示了 mpi4py
的点对点通讯协议:
整个过程分为两部分,发送者发送数据,接收者接收数据,二者必须都指定发送方/接收方。
3. 了解更多
comm.send()
和 comm.recv()
函数都是阻塞的函数。他们会一直阻塞调用者,知道数据使用完成。同时在MPI中,有两种方式发送和接收数据:
- buffer模式
- 同步模式
在buffer模式中,只要需要发送的数据被拷贝到buffer中,执行权就会交回到主程序,此时数据并非已经发送/接收完成。在同步模式中,只有函数真正的结束发送/接收任务之后才会返回。