在 MPI 中使用循环

Question

我正在尝试通过反转和在 C 上使用 MPI 编码来对大型数组进行排序。

基本上，我的程序将数组拆分为工作人员的部分，每个工作人员找到自己的增加和减少条带并将条带发送回根。 Root 通过查找和使用这些条带的最大和最小元素来进行一些反转。程序在没有剩余断点时结束，表示数组已排序。

这是一个很长的代码，所以我简化了我的问题：

int *ARRAY;

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int p_id, n_procs, flag = 1;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Status status;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &p_id);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &n_procs);

    if(p_id == 0) { 

        ARRAY = createRandomArray(N_DATA);
        // PRINT UNSORTED ARRAY

        while(hasBreakPoints(ARRAY, N_DATA)) {

            for(i=1;i<n_procs; i++) 
                // SEND PORTIONS TO WORKERS

            for(i=1;i<n_procs; i++)
                // RECEIVE EACH STRIP FROM WORKERS

            // FIND MAX AND MIN OF STRIPS
            // MAKE REVERSALS ON "ARRAY"    
        }
        flag = 0;
        // PRINT SORTED ARRAY
    }
    else {

        while(flag == 1) {
            // RECEIVE PORTION FROM ROOT
            // FIND MY OWN STRIPS
            // SEND MY OWN STRIPS TO ROOT
        }

    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

如您所见，我需要使用while 循环来运行程序，直到没有剩余断点。我知道MPI_Send 命令的数量必须等于MPI_Receive 命令的数量。所以，我只是创建了一个标志来运行 ROOT 和 WORKERS 相等的时间。

通过使用这种惰性方法，程序可以正常运行但永无止境，也不会进入MPI_Finalize。这种或更有效的使用方式是否有任何修复？感谢您的帮助。

Answer 1

您的flag 变量是每个进程的本地变量，您必须找到一种方法，在它发生变化时将其值从进程#0 转移到其他进程。

实际上，您可以通过使用消息标签来解决这个问题。您的工作进程可以使用MPI_ANY_TAG 从root 接收并决定下一步做什么，即发回数据或只是完成，这取决于收到的实际标签值。这可能看起来像这样（未经测试）：

int *ARRAY;

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int p_id, n_procs, flag = 1;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Status status;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &p_id);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &n_procs);

    const int COMPUTE=1, STOP=2;

    if(p_id == 0) { 

        ARRAY = createRandomArray(N_DATA);
        // PRINT UNSORTED ARRAY

        while(hasBreakPoints(ARRAY, N_DATA)) {

            for(i=1;i<n_procs; i++) 
                // SEND PORTIONS TO WORKERS using tag COMPUTE
                MPI_Send(......, COMPUTE, ...);

            for(i=1;i<n_procs; i++)
                // RECEIVE EACH STRIP FROM WORKERS

            // FIND MAX AND MIN OF STRIPS
            // MAKE REVERSALS ON "ARRAY"    
        }
        // send the STOP message using tag STOP
        for(i=1;i<n_procs; i++)
             MPI_Send(....,  STOP, ...);
        // PRINT SORTED ARRAY
    }
    else {

        while(flag == 1) {
            // RECEIVE PORTION FROM ROOT using MPI_ANY_TAG
            MPI_Recv(..., MPI_ANY_TAG, ..., &status);
            if ( status.MPI_TAG == COMPUTE ) {
                // FIND MY OWN STRIPS
                // SEND MY OWN STRIPS TO ROOT
            }
            else
                flag = 0;
        }

    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

Answer 2

正如 Gilles 指出的那样，flag 不能用于我的程序。我通过检查数组是否在 ROOT 和 WORKER 的部分中都已排序来解决了这个问题。为此，我必须将ARRAY 传递给来自ROOT 的工人。并且，我可以选择将 ARRAY 保留在工作人员部分，作为 LOCAL。

int *ARRAY;

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int p_id, n_procs;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Status status;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &p_id);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &n_procs);

    if(p_id == 0) { 

        ARRAY = createRandomArray(N_DATA);
        // PRINT UNSORTED ARRAY

        while(hasBreakPoints(ARRAY, N_DATA)) {

                for(i=1;i<n_procs; i++) 
                // SEND WHOLE ARRAY TO ALL WORKERS

                for(i=1;i<n_procs; i++) 
                // SEND PORTIONS TO WORKERS

            for(i=1;i<n_procs; i++)
                // RECEIVE EACH STRIP FROM WORKERS

            // FIND MAX AND MIN OF STRIPS
            // MAKE REVERSALS ON "ARRAY"    
        }          
        // PRINT SORTED ARRAY
    }
    else {

        int *LOCAL;
        // RECEIVE ARRAY TO LOCAL

        while(hasBreakPoints(LOCAL, N_DATA) {
            // RECEIVE PORTION FROM ROOT
            // FIND MY OWN STRIPS
            // SEND MY OWN STRIPS TO ROOT
        }

    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

虽然我不明白如何，但这解决了我的问题。我仍然愿意听取你的意见。谢谢。