MPI笔记

1.数据类型MPI_Status状态类型MPI_Aint地址偏移类型MPI_Datatype数据类型MPI_Comm通信域类型MPI_Group组类型MPI_Op归约操作类型MPI_RequestMPI_ErrhandlerMPI_Copy_functionMPI_Delete_functionMPI_User_function2.MPI预定义的与C一致的数据类型附加的数据类型：MPI_LONG_LONG_INTlonglongint其他：复数型(MPI_COMPLEX)、逻辑型(MPI_LOGICAL)、浮点型(MPI_REAL、MPI_DOUBLE_PRECISION)3.MPI_MAXLOC和MPI_MINLOC在C中用到的类型4.特别的数据类型5.通信域，在C中其类型为MPI_Comm6.进程组，进程组在C中是MPI_Group类型7.进程组比较结果8.组调用，一些组调用要进行运算操作(MPI_REDUCE，MPI_ALLREDUCE，MPI_REDUCE_SCATTER，MPI_SCAN)，该操作的类型在C中是MPI_Op类型9.关键字值10.无效对象11.预定义常量12.拓扑类型13.MPI状态，MPI_Status数据类型的结构，它包括三个成员14.其它类型与函数15.MPI错误代码16.MPI的类型匹配规则MPI_BYTE和MPI_PACKED可以和任何以字节为单位的存储相匹配，包含这些字节的类型是任意的，MPI_TYPE用于不加修改地传送内存中的二进制值，MPI_PACK用于数据的打包和解包（MPI_UNPACK）。类型匹配规则可以概括为：有类型数据的通信，发送方和接收方均使用相同的数据类型。无类型数据的通信，发送方和接收方均以MPI_BYTE作为数据类型。打包数据的通信,发送方和接收方均使用MPI_PACKED。发送MPI_PACKED格式的数据可以用任意数据类型来接收，只要它和实际接收到的消息的数据类型相匹配；以任何类型发送的消息(包括MPI_PACKED类型)都可以用MPI_PACKED类型接收。17.MPI通信域MPI通信域包括两部分：进程组和通信上下文。进程组即所有参加通信的进程的集合。通信上下文提供一个相对独立的通信区域，不同的消息在不同的上下文中进行传递，不同上下文的消息互不干涉，通信上下文可以将不同的通信区别开来。18.安全的通信调用次序当两个进程需要相互交换数据时，一个进程的发送操作在前，接收操作在后；而另一个进程的接收操作在前，发送操作在后，前后两个发送和接收操作要相互匹配。19.MPI并行程序的两种基本模式对等模式：MPI程序的各个进程的功能、地位相同或相近，MPI程序的代码也应该是相近的，所不同的只是处理的对象和操作的数据。主从模式：MPI程序的各个进程所起的作用和地位并不相同，一个或者一些进程完成一类任务，而另外的进程完成其它的任务，这些功能或者地位不同的进程所对应的代码也有较大的差别。20.虚拟进程虚拟进程（MPI_PROC_NULL）是不存在的假想进程，在MPI中的主要作用是充当真实进程通信的目或源。一个真实进程向虚拟进MPI_PRC_NULL发送消息时会立即成功返回，一个真实进程从虚拟进程MPI_PROC_NULL的接收消息时也会立即成功返回，并且对接收缓冲区没有任何改变。21.MPI的四种通信模式标准通信模式：是否对发送的数据进行缓存是由MPI自身决定的，而不是由并行程序员来控制。对于非阻塞通信，发送操作虽然没有完成，但是发送调用可以正确返回。缓存通信模式：由用户直接对通信缓冲区进行申请、使用和释放。缓存通信模式不管接收操作是否启动，发送操作都可以执行，当缓存发送返回后，只有当缓冲区中的消息发送出去后，才可以释放该缓冲区。对于非阻塞发送，正确退出并不意味者缓冲区可以被其它的操作任意使用。MPI_BUFFER_ATTACH将大小为size的缓冲区递交给MPI。MPI_BUFFER_DETACH将提交的大小为size的缓冲区buffer收回，该调用是阻塞调用，它一直等到使用该缓存的消息发送完成后才返回。#includempi.h#includestdio.hintmain(intargc,char*argv[]){intid,size;MPI_Statusstatus;MPI_Init(&argc,&argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&id);if(id==0){intse=100;int*buffer,*dbuffer,bsize,dsize;MPI_Pack_size(1,MPI_INT,MPI_COMM_WORLD,&bsize);buffer=(int*)malloc(bsize+MPI_BSEND_OVERHEAD);if(!buffer){fprintf(stderr,Can'tallocatebsendbufferofsize%d\n,bsize);MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD,1);}MPI_Buffer_attach(buffer,bsize+MPI_BSEND_OVERHEAD);MPI_Bsend(&se,1,MPI_INT,1,99,MPI_COMM_WORLD);MPI_Buffer_detach(&dbuffer,&dsize);}else{intre;MPI_Recv(&re,1,MPI_INT,0,99,MPI_COMM_WORLD,&status);printf(id=%dreceived%d\n,id,re);}MPI_Finalize();}同步通信模式：同步发送却必须等到相应的接收进程开始后才可以正确返回。同步发送返回后，意味着发送缓冲区中的数据已经全部被系统缓冲区缓存，因此发送缓冲区可以被释放或重新使用。就绪通信模式：只有当接收进程的接收操作已经启动时，发送进程才可以启动发送操作，发送的正确返回则发送缓冲区可以重复使用。要求接收操作先于发送操作而被启动。对于非阻塞发送操作的正确返回，并不意味着发送已完成。22.非阻塞通信阻塞通信：非阻塞通信：主要用于计算和通信的重叠，在该通信硬件完成该通信操作的同时，处理机可以同时进行计算操作。由于当非阻塞通信调用返回时一般该通信操作还没有完成，因此对于非阻塞的发送操作，发送缓冲区必须等到发送完成后才能释放。同理对于非阻塞的接收操作，该调用返回后并不意味着接收消息已全部到达，必须等到消息到达后才可以引用接收到的消息数据。非阻塞标准通信：MPI_ISEND：调用返回立即返回，并不意味着消息已经成功发送它只表示该消息可被发送。MPI_IRECV：调用的返回并不意味着已经接收到了相应的消息，它只表示符合要求的消息可以被接收。非阻塞同步通信：MPI_ISSEND，返回只是意味着相应的接收操作已经启动，并不表示消息发送的完成。非阻塞缓存通信：需要程序员主动为该发送操作提供发送缓冲区。非阻塞就绪通信：MPI_IRSEND，当调用启动之前相应的接收操作必须已经启动。23.非阻塞通信的MPI_WAIT与MPI_TEST单个非阻塞通信：MPI_WAIT：等到非阻塞通信完成后才返回，同时释放该阻塞通信对象。MPI_TEST：若该非阻塞通信已经结束，则它和MPI_WAIT的效果完全相同，完成标志flag=true；若非阻塞通信还没有完成，不必等待该非阻塞通信的完成而是可以直接返回，但是完成标志flag=false，同时也不释放相应的非阻塞通信对象。多个非阻塞通信：MPI_WAITANY：等待非阻塞通信对象表中任何一个非阻塞通信对象i的完成，释放已完成的非阻塞通信对象然后返回，index=i，即完成的是非阻塞通信对象表中的第i个对象对应的非阻塞通信。MPI_WAITALL：必须等到非阻塞通信对象表中所有的非阻塞通信对象相应的非阻塞操作都完成后才返回。MPI_WAITSOME：只要有一个或多个非阻塞通信完成，则该调用就返回。MPI_TESTANY：测试非阻塞通信对象表中是否有任何一个对象已经完成，如真则令flag=ture，否则为false。MPI_TESTALL：当所有的非阻塞通信对象都完成时，才使得flag=true返回，并且释放所有的查询对象；只要有任何一个没有完成，则为false返回。MPI_TESTSOME：测试有几个非阻塞通信对象已完成。24.非阻塞通信对象MPI_Request*非阻塞通信对象是MPI内部的对象，通过一个句柄存取，可以识别各种通信操作和判断相应的非阻塞操作是否完成。所有的非阻塞发送或接收通信都会返回一个“非阻塞通信对象“。非阻塞通信的取消MPI_Cancel：若取消操作调用时相应的非阻塞通信已经开始，则它会正常完成，不受取消操作的影响；若取消操作调用时相应的非阻塞通信还没有开始，则可以释放通信占用的资源，取消该非阻塞通信。对于非阻塞通信，即使调用了取消操作，也必须调用非阻塞通信的完成操作或查询对象的释放操作来释放查询对象。如果一个非阻塞通信已经被执行了取消操作，则该通信的MPI_WAIT或MPI_TEST将释放取消通信的非阻塞通信对象，并且在返回结果status中指明该通信已经被取消。判断是否取消MPI_TEST_CANCELLED：若返回结果flag=true，则表明该通信已经被成功取消，否则说明该通信还没有被取消。#includempi.h#includestdio.hintmain(intargc,char*argv[]){intid,size,flag;MPI_Requestrequest;MPI_Statusstatus;MPI_Init(&argc,&argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&id);if(id==0){intsbuf=100;MPI_Send(&sbuf,1,MPI_INT,1,99,MPI_COMM_WORLD);}else{intrbuf;MPI_Irecv(&rbuf,1,MPI_INT,0,99,MPI_COMM_WORLD,&request);MPI_Cancel(&request);MPI_Wait(&request,&status);//必须调用此函数，以确保真的取消了MPI_Test_cancelled(&status,&flag);if(flag){printf(%d\n,request);//若取消成功后，两者一样printf(%d\n,MPI_REQUEST_NULL);//若取消成功后，两者一样}}MPI_Finalize();}非阻塞通信对象的释放MPI_Request_free：直接将该对象所占用的资源释放，原来的非阻塞通信对象request变为MPI_REQUEST_NULL。如果与该非阻塞通信对象相联系的通信还没有完成，则该对象的资源并不会立即释放，它将等到该非阻塞通信结束后再释放。25.检查消息是否到达非阻塞检查MPI_Iprobe：如果存在一个消息可被接收且该消息的信封和MPI_IPROBE的消息信封相匹配，则该调用返回flag=true和相应的status；否则，立即返回结果flag=false并且不对status定义。参数可以是MPI_ANY_SOURCE、MPI_ANY_TAG。阻塞检查MPI_PROBE：是一个阻塞调用，只有找到一个匹配的消息到达之后它才会返回。非阻塞通信有序接收的语义约束：根据程序的书写顺序，先发送的消息一定被先匹配的接收调用接收。若在实际运行过程中后发送的消息先到达，它也只能等待。26.重复非阻塞通信如果一个通信会被重复执行如循环结构内的通信调用，MPI对这样的通信进行优化。重复非阻塞通信需要如下步骤：消息真正开始通信是由MPI_START触发的；消息的完成操作并不释放相应的非阻塞通信对象只是将其状态置为非活动状态。初始化重复非阻塞通信MPI_Send_init：MPI_Bsend_init：MPI_Ssend_init：MPI_Rsend_init：MPI_Recv_init：启动非阻塞通信MPI