在 FORTRAN 中调用子程序而不阻塞主程序答案

【问题标题】：Calling a subroutine in FORTRAN without blocking the main program在 FORTRAN 中调用子程序而不阻塞主程序
【发布时间】：2014-11-08 20:05:59
【问题描述】：

假设使用 mpif90 编译的过度简化的 FORTRAN 代码为：

program main
!
   use mpi
   implicit none
   integer:: j, numtasks, taskid, ierr
   integer:: master = 0
!
   call mpi_init(ierr)
   call mpi_comm_rank(mpi_comm_world, taskid, ierr)   
!
   if (taskid .eq. master) then
      j = 5
      call child (j)
  !   do stuff
   end if
   call mpi_finalize(ierr)
!
end program main

subroutine child(j)
!
   implicit none
   integer, intent(in):: j
!  do some stuff with j
end subroutine child

默认情况下，主 CPU 会等待子 CPU 完成计算。但是，我希望它在调用孩子后继续其任务，而孩子也在执行其任务。我希望孩子成为主程序的子程序，因为我需要将一些数据从主程序传递给子程序（反之亦然）。我想知道这在 FORTRAN 中是否可行（可能是通过使用某种非阻塞子例程调用或多线程，例如 mpi_comm_spawn）。

【问题讨论】：

标签： multithreading fortran blocking

【解决方案1】：

我会为此使用 POSIX 线程。也许也是一个 OpenMP 任务，但我对它们的经验是有限的。我假设你没有在child 中调用任何 MPI 程序。

在C语言中具有简单的界面

#include <pthread.h>

void pthread_create_opaque(pthread_t *threadptr, void *procptr, void *dataptr, int *err){
//   creates a new thread using an opaque pointer to the pthread_t structure
  *err = pthread_create(threadptr, NULL, procptr, dataptr);
}

void pthread_join_opaque(pthread_t *threadptr, int *err) {
//  joines a thread using an opaque pointer to the pthread_t structure
 *err = pthread_join(*threadptr, NULL);
}

在 Fortran 中

module Pthreads
  implicit none

  interface
    subroutine pthread_create_opaque(threadptr, procptr, dataptr, err) bind(C,name="pthread_create_opaque")
      use iso_c_binding
      type(c_ptr) :: threadptr
      type(c_funptr),value :: procptr
      type(c_ptr),value :: dataptr
      integer(c_int),intent(out) :: err
    end subroutine

    subroutine pthread_join_opaque(thread, err) bind(C,name="pthread_join_opaque")
      use iso_c_binding
      type(c_ptr),value :: thread
      integer(c_int),intent(out) :: err
    end subroutine
  end interface
end module Pthreads

如果它是 C 可互操作的，你可以调用一个孩子

subroutine child(j) bind(C)
!
   implicit none
   integer, intent(in):: j
!  do some stuff with j
end subroutine child

简单来说

type(c_ptr) :: thread
integer :: err

call pthread_create_opaque(thread, c_funloc(join), loc(j), err)

然后在某个方便的地方（程序结束之前或任何地方）等待它完成工作

call pthread_join_opaque(thread, err)

我在一个 MPI 并行程序中成功地使用了它来异步输出时间步长数据。

【讨论】：