Python modul mpi4py: komunikatori i grupe procesa

Ova značajka je dio standarda MPI-1.

Dokumentacija svih funkcija koje koristimo u nastavku dana je u sklopu pregleda dostupne funkcionalnosti u mpi4py-u.

• komunikator = grupa procesa + komunikacijski kontekst

  • grupa procesa -- skup procesa koji čine sudjeluju u izvođenju MPI posla; neovisna o grupi procesa na razini OS-a
  • komunikacijski kontekst -- izolira poruke u različitim dijelovima programa; skriven od korisnika, nećemo se njime dalje baviti

• MPI.COMM_WORLD -- komunikator koji uključuje sve pokrenute procese tog posla

• MPI.COMM_SELF -- komunikator koji uključuje samo proces sam (rijetko se koristi)

• MPI.COMM_NULL -- prazan komunikator

• metode za pristup podacima

  • comm.Get_group() -- metoda komunikatora koja dohvaća grupu

• objekti tipa Group

  • group.Excl(ranks) -- iz grupe isključuje procese s rangovima danim u listi ranks
  • group.Incl(ranks) -- u grupi ostavlja samo one procese navedene u listi ranks, i to u poretku navedenom u listi ranks
  • group.Difference(group1, group2), group.Intersect(group1, group2), group.Union(group1, group2) -- stvaraju grupu koja je rezultat skupovne razlike, presjeka, odnosno unije grupa group1 i group2
  • group.Free() -- prazni grupu, odnosno miče sve procese iz grupe

Konstruktori komunikatora

• comm.Dup() -- stvara duplikat komunikatora

• comm.Create(group) -- stvara komunikator zasnovan na grupi group

  from mpi4py import MPI
  
  comm = MPI.COMM_WORLD
  group = comm.Get_group()
  
  newgroup = group.Excl([0])
  newcomm = comm.Create(newgroup)
  
  if comm.Get_rank() == 0:
      assert newcomm == MPI.COMM_NULL
  else:
      assert newcomm.Get_size() == comm.Get_size() - 1
      assert newcomm.Get_rank() == comm.Get_rank() - 1
  
  group.Free()
  newgroup.Free()
  
  if newcomm:
      newcomm.Free()
  

• comm.Split(color, key) -- dijeli komunikator prema boji i ključu

  • boja procesa je cijeli broj koji određuje raspored procesa po podgrupama
  • ključ procesa je cijeli broj koji određuje kojim redom će se dodijeliti rang procesima u novonastalim podgrupama

  from mpi4py import MPI
  
  world_rank = MPI.COMM_WORLD.Get_rank()
  world_size = MPI.COMM_WORLD.Get_size()
  
  if world_rank < world_size // 2:
      color = 55
      key = -world_rank
  else:
      color = 77
      key = +world_rank
  
  newcomm = MPI.COMM_WORLD.Split(color, key)
  # dobivamo dvije podgrupe procesa koje ne komuniciraju međusobno
  newcomm.Free()
  

MPI terminologija razlikuje intrakomunikator od interkomunikatora:

• Intrakomunikator (engl. intracommunicator) je komunikator koji se koristi za komunikaciju unutar jedne grupe procesa.

• Interkomunikator (engl. intercommunicator) je komunikator koji se koristi za komunikaciju između dvaju ili više grupa procesa, primjerice kod dinamičkog upravljanja procesima.

  • U standardu MPI-1, interkomunikator se koristi za komunikaciju točka-do-točke između dvije disjunktne grupe procesa.
  • U standardu MPI-2, interkomunikator se može koristiti i za kolektivnu komunikaciju između dvije ili više grupa procesa.

Author: Vedran Miletić