3-MPI (В.А. Крюков, В.А. Бахтин - Распределенные системы), страница 2

Процесс может отправитьсообщение и самому себе, но следует учитывать,что использование в этом случае блокирующихопераций может привести к «тупику».Размерполученногосообщения(count)определить с помощью вызова подпрограммыintMPI_Get_count(MPI_Statusdatatype, int *count)*status,можноMPI_DatatypeMPI_Get_count(status, datatype, count, ierr) count - количество элементов в буфере передачи; datatype - тип MPI каждого пересылаемого элемента; status - статус обмена; ierr - код завершения.Аргумент datatype должен соответствовать типу данных,указанному в операции обменаПередача сообщения в буферизованномрежиме может быть начата независимо от того,зарегистрирован ли соответствующий прием.Источник копирует сообщение в буфер, а затемпередает его в неблокирующем режиме, так жекак в стандартном режиме.Эта операция локальна, поскольку еевыполнение не зависит от наличиясоответствующего приема.Если объем буфера недостаточен, возникаетошибка.

Выделение буфера и его размерконтролируются программистом.Размер буфера должен превосходить размер сообщенияна величину MPI_BSEND_OVERHEAD. Это дополнительноепространство используется подпрограммойбуферизованной передачи для своих целей.Если перед выполнением операции буферизованногообмена не выделен буфер, MPI ведет себя так, как еслибы с процессом был связан буфер нулевого размера.Работа с таким буфером обычно завершается сбоемпрограммы.Буферизованный обмен рекомендуется использовать втех ситуациях, когда программисту требуется большийконтроль над распределением памяти. Этот режимудобен и для отладки, поскольку причину переполнениябуфера определить легче, чем причину тупика.При выполнении буферизованного обмена программистдолжен заранее создать буфер достаточного размера:int MPI_Buffer_attach(void *buf, size)MPI_Buffer_attach(buf, size, ierr)В результате вызова создается буфер buf размером sizeбайтов.

В программах на языке Fortran роль буфераможет играть массив. За один раз к процессу можетбыть подключен только один буфер.Буферизованная передача завершается сразу, посколькусообщение немедленно копируется в буфер дляпоследующей передачи. В отличие от стандартногообмена, в этом случае работа источника и адресата несинхронизована:int MPI_Bsend(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, intdest, int tag,MPI_Comm comm)MPI_Bsend(buf, count, datatype, dest, tag,comm, ierr)После завершения работы с буфером его необходимоотключить:int MPI_Buffer_detach(void *buf, int *size)MPI_Buffer_detach(buf, size, ierr)Возвращается адрес (buf) и размер отключаемого буфера(size). Эта операция блокирует работу процесса до тех пор,пока все сообщения, находящиеся в буфере, не будутобработаны. Вызов данной подпрограммы можноиспользовать для форсированной передачи сообщений.После завершения вызова можно вновь использоватьпамять, которую занимал буфер.

В языке C данный вызовне освобождает автоматически память, отведенную длябуфера.#include "mpi.h"#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[]) {int *buffer;int myrank;MPI_Status status;int buffsize = 1;int TAG = 0;MPI_Init(&argc, &argv);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myrank);if (myrank == 0) {buffer = (int *) malloc(buffsize + MPI_BSEND_OVERHEAD);MPI_Buffer_attach(buffer, buffsize + MPI_BSEND_OVERHEAD);buffer = (int *) 10;MPI_Bsend(&buffer, buffsize, MPI_INT, 1, TAG, MPI_COMM_WORLD);MPI_Buffer_detach(&buffer, &buffsize);} else {MPI_Recv(&buffer, buffsize, MPI_INT, 0, TAG, MPI_COMM_WORLD, &status);printf("received: %i\n", buffer);}MPI_Finalize();return 0;}Завершение передачи происходит только после того,как прием сообщения инициализирован другимпроцессом.Адресат посылает источнику «квитанцию» уведомление о завершении приема.

После полученияэтого уведомления обмен считается завершенным иисточник "знает", что его сообщение получено:int MPI_Ssend(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, int dest, int tag,MPI_Comm comm)Передача «по готовности» выполняется с помощьюподпрограммыint MPI_Rsend(void *buf, int count, MPI_Datatypedatatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm)MPI_Rsend(buf, count, datatype, dest, tag, comm,ierr)Передача «по готовности» должна начинаться, если ужезарегистрирован соответствующий прием. Принесоблюдении этого условия результат выполненияоперации не определен.Завершается она сразу же. Если прием не зарегистрирован,результат выполнения операции не определен.Завершение передачи не зависит от того, вызвана ли другимпроцессом подпрограмма приема данного сообщения илинет, оно означает только, что буфер передачи можноиспользовать вновь.Сообщение просто выбрасывается в коммуникационную сетьв надежде, что адресат его получит.

Эта надежда может и несбыться.Обмен «по готовности» может увеличитьпроизводительность программы, поскольку здесь неиспользуются этапы установки межпроцессных связей, атакже буферизация.Все это  операции, требующие времени. С другойстороны, обмен «по готовности» потенциально опасен,кроме того, он усложняет отладку, поэтому егорекомендуется использовать только в том случае, когдаправильная работа программы гарантируется еелогической структурой, а выигрыша в быстродействиинадо добиться любой ценой.Подпрограмма MPI_Sendrecv выполняет прием и передачуданных с блокировкой:int MPI_Sendrecv(void *sendbuf, int sendcount,MPI_Datatype sendtype, int dest, int sendtag, void*recvbuf, int recvcount, MPI_Datatype recvtype,int source, int recvtag, MPI_Comm comm, MPI_Status*status) Подпрограмма MPI_Sendrecv_replace выполняетприем и передачу данных, используя общий буфер дляпередачи и приёма:int MPI_Sendrecv_replace(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, int dest, int sendtag, intsource,int recvtag, MPI_Comm comm, MPI_Status*status)Вызов подпрограммы неблокирующейпередачи инициирует, но не завершает ее.Завершиться выполнение подпрограммы можетеще до того, как сообщение будетскопировано в буфер передачи.Применение неблокирующих операцийулучшает производительность программы,поскольку в этом случае допускаетсяперекрытие (то есть одновременноевыполнение) вычислений и обменов.

Передачаданных из буфера или их считывание можетпроисходить одновременно с выполнениемпроцессом другой работы.Для завершения неблокирующего обменатребуется вызов дополнительной процедуры,которая проверяет, скопированы ли данные вбуфер передачи.ВНИМАНИЕ!При неблокирующем обмене возвращение изподпрограммы обмена происходит сразу, нозапись в буфер или считывание из него послеэтого производить нельзя - сообщение можетбыть еще не отправлено или не получено иработа с буфером может «испортить» егосодержимое.Неблокирующий обмен выполняется в два этапа:1. инициализация обмена;2. проверка завершения обмена.Разделение этих шагов делает необходимыммаркировку каждой операции обмена, котораяпозволяет целенаправленно выполнятьпроверки завершения соответствующихопераций.Для маркировки в неблокирующих операцияхиспользуются идентификаторы операцийобменаИнициализация неблокирующей стандартной передачивыполняется подпрограммами MPI_I[S, B, R]send.Стандартная неблокирующая передача выполняетсяподпрограммой:int MPI_Isend(void *buf, int count, MPI_Datatypedatatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm,MPI_Request *request)MPI_Isend(buf, count, datatype, dest, tag, comm,request, ierr)Входные параметры этой подпрограммы аналогичныаргументам подпрограммы MPI_Send.Выходной параметр request - идентификатороперации.Инициализация неблокирующего приемавыполняется при вызове подпрограммы:int MPI_Irecv(void *buf, int count,MPI_Datatype datatype, int source, int tag,MPI_Comm comm, MPI_Request *request)MPI_Irecv(buf, count, datatype, source, tag,comm, request, ierr)Назначение аргументов здесь такое же, как и вранее рассмотренных подпрограммах, заисключением того, что указывается ранг неадресата, а источника сообщения (source).Вызовы подпрограмм неблокирующего обменаформируютзапрос на выполнение операции обмена исвязывают его с идентификатором операции request.Запрос идентифицирует свойства операции обмена: режим; характеристики буфера обмена; контекст; тег и ранг.Запрос содержит информацию о состоянии ожидающихобработки операций обмена и может быть использовандля получения информации о состоянии обмена или дляожидания его завершения.Проверка фактического выполнения передачи илиприема в неблокирующем режиме осуществляется спомощью вызова подпрограмм ожидания, блокирующихработу процесса до завершения операции илинеблокирующих подпрограмм проверки,возвращающих логическое значение «истина», еслиоперация выполненаВ том случае, когда одновременно несколькопроцессов обмениваются сообщениями, можноиспользовать проверки, которые применяютсяодновременно к нескольким обменам.Есть три типа таких проверок:1.