mpi - 您何时会使用不同的计数或类型来进行发送和接收过程？

Question

MPI 中的许多描述发送和接收的例程——MPI_Sendrecv、MPI_Scatter 等——都具有发送和接收计数和类型的参数。例如，在 Fortran 中， MPI_Scatter 的签名是:

MPI_SCATTER(SENDBUF, SENDCOUNT, SENDTYPE, 
            RECVBUF, RECVCOUNT, RECVTYPE, ROOT, COMM, IERROR)

如果发送的数据量必须与接收的数据量相同，为什么两者都需要？这不就是引入了不一致的可能性吗？

需要不同计数/类型的用例是什么？

Answer 1

MPI 要求发送和接收进程就数据的类型和数量达成一致(有点；对于点对点通信，接收方可以请求的比发送的多)。但是 MPI 数据类型还描述了数据在内存中的布局，这是需要为发送方和接收方使用不同类型的一个非常常见的原因。

您特别询问了 Scatter 和 Fortran，让我们来看看那个案例。让我们考虑散射 size*n矩阵，按行，到不同的进程

    |---n---|  ---
     0 0 0 0    |
a =  1 1 1 1   size
     2 2 2 2    |
               ---

所以等级 0 得到 [0 0 0 0] , rank 1 得到 [1 1 1 1] ， 等等。

在 Fortran 中，它们在内存中不是连续的；所以要描述一行，你必须使用 MPI_Type_vector :

    call MPI_Type_vector(n, 1, size, MPI_REAL, row_type, ierr)

这描述了 n 个实数，但每个实数之间由大小实数分隔。

另一方面，如果接收进程只是将数据接收到一维数组中:

    real, dimension(n) :: b

那么它就不能用那个类型来描述数据； b没有足够的空间容纳 n实数各有 size 的差距它们之间!它想接收数据就像 n * MPI_REAL .如果您必须发送数据列，这种不匹配在 C 中也是一样的。

因此，这是以不同方式指定数据类型(以及计数)的常见原因；对于分散器，必须使用一种数据类型来描述数据，该数据类型包括保存要发送的值的较大数据结构的布局；但是 scatter-ee 很可能将数据接收到具有不同布局的不同数据结构中。

下面是一个工作简单的例子。

program scatterdemo
    use mpi
    implicit none
    real, allocatable, dimension(:,:) :: a
    real, allocatable, dimension(:) :: b
    integer :: ierr, rank, comsize
    integer, parameter :: n=4
    integer :: i
    integer :: row_type, row_type_sized, real_size
    integer(kind=MPI_ADDRESS_KIND) :: lb=0, extent

    call MPI_Init(ierr)
    call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, comsize, ierr)

    if (rank == 0) then
        allocate( a(comsize, n) )
        do i=1,comsize
            a(i,:) = i-1
        enddo
    endif

    allocate( b(n) )

    call MPI_Type_size(MPI_REAL, real_size, ierr)

    call MPI_Type_vector(n, 1, comsize, MPI_REAL, row_type, ierr)
    extent = real_size*1
    call MPI_Type_create_resized(row_type, lb, extent, row_type_sized, ierr)
    call MPI_Type_commit(row_type_sized, ierr)

    call MPI_Scatter(a, 1, row_type_sized, b, n, MPI_REAL, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)

    print *, rank, b

    if (rank == 0) deallocate (a)
    deallocate(b)

    call MPI_Finalize(ierr)

end program scatterdemo

并用六个处理器运行它给出

$ mpirun -np 6 ./scatter
           0  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00
           3   3.000000       3.000000       3.000000       3.000000
           1   1.000000       1.000000       1.000000       1.000000
           5   5.000000       5.000000       5.000000       5.000000
           2   2.000000       2.000000       2.000000       2.000000
           4   4.000000       4.000000       4.000000       4.000000