OpenMPI 學習筆記（五）通信模式

內容概要

• Fonctions  功能
• Communications bloquantes 阻塞式溝通
• Envoi bloquant, mode bu􏰀fferisé  •阻塞發送，緩存模式
• Envoi bloquant, mode synchrone •阻塞發送，同步模式
• Envoi bloquant, mode ready  •阻塞發送，准備模式
• Envoi bloquant, mode standard  •阻塞發送，標准模式
• Communications non bloquantes  •非阻塞溝通模式

O- 功能

⚠️ 此圖很重要，注意搭配使用！ MPI_Recv 對應左邊那一列，MPI_Irecv對應右邊那一列

標准發送使用的模式由MPI在每個調用時​​決定。
MPI_Send，MPI_Bsend，MPI_Ssend，MPI_Rsend函數都具有相同的原型
MPI_Isend，MPI_Ibsend，MPI_Issend，MPI_Irsend函數都具有相同的原型

一、阻塞通信

當通訊存儲空間（數據+信封）可以在釋放后立即告訴下一個，而立即被重新使用時，這稱為阻塞溝通。

就是說：：：：通信不會被阻塞，阻塞的是內存！！！！！

（用完以后及時告訴其他人“我用完了，你們快來用吧”）

？？？？？？
對於“重用”，意思是：
對於發送者，可以修改要發送的數據上的指針，並且可以釋放指針本身而不影響通信（通常，MPI功能復制要傳送的數據在臨時緩存中），
對於接收器，指向要接收的數據的指針包含所有傳輸的數據，並且可以讀取元素。 

 

對發送者的阻塞（不幸是標准）感到困惑的地方：
該術語適用於包含要傳輸的數據的內存空間，而不適用於通信。
該術語並不意味着發件人等待通話結束才能退出MPI功能。
在數據傳輸開始之前，發送者甚至可以退出MPI功能。

接收這沒有混淆：
當對阻塞接收的MPI功能的呼叫終止時，通信被有效終止

1. 阻塞-緩存模式 mode bu􏰀fferisé

以緩存模式發送時，信息和信封將被復制到發送過程的存儲器中的其他位置。
相關函數：MPI_Bsend。
即使接收過程尚未處於等待消息的狀態（它尚未到達接收方），也可以調用MPI_Bsend。
即使接受者尚未收到整個消息，或者尚未准備開始接收消息，對MPI_Bsend的調用也可終止。 
如果在調用MPI_Bsend發送時 接收者正在等待別的消息，則可以省略該buffer的消息（原來有別的在忙，先忽略這個消息，忙完別的再說）。

小結：因為此模式下，消息是存在緩存區的，不會直接到達接受者，不會要求接受者馬上接收，所以接受者和發送者互不干擾。什么時候啟用和停止MPI_Ssend都無所謂。

2. 阻塞發送-同步模式 mode synchrone

在同步模式下發送時，發送過程必須等待接收功能完成。
相關函數：MPI_Ssend。
即使接收過程尚未等待消息（尚未到達接收功能），也可以完成對MPI_Ssend的調用。（接受者沒准備好，發送者也可以發MPI_Ssend）
這是同步兩個進程的好方法。
在非阻塞接收的情況下（並且僅在這種情況下），接收功能以及對MPI_Ssend的調用可以在沒有完全傳送消息的情況下結束。（接收中斷）

小結：此模式下，接受者沒准備，發送者也能發送，但是發送者要等到接受者完全接受之后發送過程才能停止。

3. 阻塞發送-准備模式 mode ready

准備發送 僅在接收者已准備/等待 接收消息時才是正確的。
相關函數：MPI_Rsend。
可以省略某些通信操作，但是需要提前安排調度
接收過程不等待消息時 采用的行為是未確定的。
很少使用，因為非常危險。

4. 阻塞發送-標准模式 mode standard （根據情況選擇）

標准模式的確切行為是在發送時決定的。
相關函數：MPI_Send。
根據數據的大小/進程的進度，MPI_Send將以MPI_Bsend，MPI_Ssend或MPI_Rsend的形式運行。
事先不可能確定他的行為。

二、 非阻塞通信

非阻塞調用 開始發送或接收消息后立即終止（程序繼續執行）。
允許您在通訊過程中繼續計算。
任何非阻塞呼叫都需要調用MPI_Wait函數（或其他同類函數）來正確完成調用。
在非阻塞發送的情況下，在調用MPI_Wait之前，包含該消息的內存不能被重用（但可以被讀取）。
在非阻塞接收的情況下，在調用MPI_Wait之前，不能讀取用於接收消息的內存。
非阻塞發送可以與阻塞接收配對，反之亦然

int MPI_Isend(const void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Request *request);

int MPI_Irecv(void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int source, int tag, MPI_Comm comm, MPI_Request *request);

int MPI_Wait(MPI_Request *request, MPI_Status *status);

// non-bloquant.c

#include <mpi.h> 
#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {

    MPI_Init(NULL, NULL);
    int wrank;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &wrank);

    int witness = 0; 
    MPI_Request request; 

    if (wrank==2)
    {
        int modifier = 1;
        MPI_Isend(&modifier, 1, MPI_INT, 3, 28, MPI_COMM_WORLD, &request);

        // Computations.
        MPI_Wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
    }
    else if (wrank==3) 
    {
        MPI_Irecv(&witness, 1, MPI_INT, 2, 28, MPI_COMM_WORLD, &request);

        // Other computations.
        MPI_Wait(&request, MPI_STATUS_IGNORE);
    }

    printf("Rang %d, witness %d.\n", wrank, witness); 
    MPI_Finalize();
    return 0;
}
                          

$ mpirun -n 4 source

Rang 0, witness 0.  //無關進程

Rang 2, witness 0.  //發送者

Rang 3, witness 1.  //接受者

Rang 1, witness 0.  //無關進程

⚠️：每個非阻塞調用都需要一個MPI_Wait， request是非阻塞呼叫的身份標識