MPI编程（3）—点对点通信（阻塞式MPI_Send/MPI_Recv和非阻塞式MPI_Isend/MPI

1.MPI的两种点对点通信方式

MPI的点对点通信包括阻塞式和非阻塞式：

阻塞式通信调用 MPI_Send/MPI_Recv
MPI_Send不会返回，调用MPI_Send发送数据的进程会被阻塞，直到缓存为空
MPI_Recv不会返回，调用 MPI_Recv接收数据的进程会被阻塞，直到缓存被填充
非阻塞式通信调用 MPI_Isend/MPI_Irecv
调用MPI_Isend或MPI_Irecv会马上返回
非阻塞式操作允许进行重叠的计算和通信

2. MPI_Send/MPI_Recv

代码示例
MPI_Send/MPI_Recv的代码示例如下，

 int rank, data[101];MPI_Init(0, 0);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);if (rank == 0){for (int i = 0; i < 101; ++i){data[i] = i + 1;}//发送消息MPI_Send(data, 101, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);printf("process %d send 101 个int\n", rank);}else if (rank == 1){MPI_Status status;//接收消息MPI_Recv(data, 101, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);int count;//获取消息个数MPI_Get_count(&status, MPI_INT, &count);printf("process %d recv %d 个int\n", rank, count);}MPI_Finalize();

注意避免死锁
阻塞式通信虽然简单，但一定要注意避免两个进程之间相互发送消息时，可能出现死锁现象

 int rank, data[101];MPI_Init(0, 0);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);if (rank == 0){for (int i = 0; i < 101; ++i){data[i] = i + 1;}//发送消息MPI_Send(data, 101, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);printf("process %d send 101 个int\n", rank);MPI_Status status;//接收消息MPI_Recv(data, 101, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);int count;//获取消息个数MPI_Get_count(&status, MPI_INT, &count);printf("process %d recv %d 个int\n", rank, count);}else if (rank == 1){for (int i = 0; i < 101; ++i){data[i] = 101 - i;}//发送消息MPI_Send(data, 101, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);printf("process %d send 101 个int\n", rank);MPI_Status status;//接收消息MPI_Recv(data, 101, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);int count;//获取消息个数MPI_Get_count(&status, MPI_INT, &count);printf("process %d recv %d 个int\n", rank, count);}MPI_Finalize();

3. MPI_Isend/MPI_Irecv

代码示例
MPI_Isend/MPI_Irecv的代码示例如下，

 int rank;MPI_Init(0, 0);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);if (rank == 0) {int data = 100;MPI_Request request;//异步发送数据MPI_Isend(&data, 1, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD, &request);printf("process %d send data, do other work\n", rank);//在多个request上等待MPI_Wait(&request, MPI_STATUSES_IGNORE);printf("process %d wait over\n", rank);}else {int data = 0;MPI_Request request;//异步接收数据MPI_Irecv(&data, 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &request);printf("process %d receive data,data is %d, do other work\n", rank, data);//在多个request上等待MPI_Status status;MPI_Wait(&request, &status);printf("process %d wait over, data is %d\n", rank, data);}MPI_Finalize();

执行结果如下，可以看出，只有当MPI_Wait返回后，MPI_Irecv的buf才真正接收到数据。

非阻塞发送注意事项
非阻塞MPI_Isend调用后不要马上修改发送buf，否则可能真正的发送的是buf中的新内容，请看如下示例.

*buf =3;
MPI_Isend(buf, 1, MPI_INT …)
*buf = 4;   //不能确定接收者接收到3还是4，或者其他啥内容
MPI_Wait(…);

而阻塞MPI_Send调用就不会出现该问题

*buf =3;
MPI_Send(buf, 1, MPI_INT …)
*buf = 4; //虽然发送接口调用后buf被修改，但保证接收者会接收到3

叠加的计算和通信
通过非阻塞接口，可以进行连续不断的数据计算和通信，示例如下：

 int rank, data[100];MPI_Init(0, 0);MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);if (rank == 0) {MPI_Request request[100];//连续异步发送数据for (int i=0; i< 100; i++) {data[i] = i + 1;//异步发送数据, 不用等待对方接收，就进行下一个数据的计算和发送MPI_Isend(&data[i], 1, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD, &request[i]);printf("process %d send data[%d]\n", rank, i);}//在多个request上等待MPI_Waitall(100, request, MPI_STATUSES_IGNORE);}else {for (int i = 0; i < 100; i++){//同步接收数据MPI_Recv(&data[i], 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);printf("process %d receive data[%d]\n", rank, i);}  }MPI_Finalize();

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