C MPI共享内存同步问题

在同步作为MPI内存窗口共享的值时出现问题。使用共享内存的原因是内存结构太大，无法在每个进程上都有一个副本，但其元素的计算需要分布。所以，想法是每个节点只有一个数据结构

下面是代码的简化版本，其中包含描述问题的最小子集。我跳过了在节点之间进行同步的部分

我有两个问题：

同步（被动目标、锁定/解锁历元）非常慢

结果表明，EPOCH（锁定/解锁块）内部存在一些不一致性。显然，存在一个竞赛条件问题

我尝试过使用主动目标同步（MPI\u Win\u Fence（）），但也出现了同样的问题。因为我没有太多的经验，可能是我使用了错误的方法

MPI_Comm nodecomm;
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_split_type(MPI_COMM_WORLD, MPI_COMM_TYPE_SHARED, rank,
    MPI_INFO_NULL, &nodecomm);

MPI_Comm_size(nodecomm, &nodesize);
MPI_Comm_rank(nodecomm, &noderank);

int local_xx_size = 0;
if (noderank == 0){
    local_xx_size = xx_size;
}

MPI_Win win_xx;
MPI_Aint winsize;    
double *xx, *local_xx;    
MPI_Win_allocate_shared(local_xx_size*sizeof(double), sizeof(double),
    MPI_INFO_NULL, nodecomm, &local_xx, &win_xx);

xx = local_xx;
if (noderank != 0){
    MPI_Win_shared_query(win_xx, 0, &winsize, &windisp, &xx);
}

//init xx
if(noderank == 0){
    MPI_Win_lock_all(0, win_xx);
    for (i=0; i<xx_size; i++){
        xx[i]=0.0;
    }
    MPI_Win_unlock_all(win_xx);
}
MPI_Barrier(nodecomm);

long counter = 0;
for(i = 0; i < largeNum; i++) {
    //some calculations
    for(j = 0; j < xx_size; j++) {
        //calculate res
        MPI_Win_lock_all(0, win_xx);
        xx[counter] += res; //update value
        MPI_Win_unlock_all(win_xx);
    }
}
MPI_Barrier(nodecomm);

//use xx (sync data from all the nodes)
MPI_Win_free(&win_xx);

MPI_通信节点ecomm；
MPI通信等级（MPI通信世界和等级）；
MPI通信类型（MPI通信类型世界、MPI通信类型共享、等级、，
MPI_INFO_NULL和nodecom）；
MPI通信大小（节点尺寸和节点尺寸）；
MPI通信等级（节点通信和节点连接）；
int local_xx_size=0；
if（noderank==0）{
本地_xx_大小=xx_大小；
}
MPI_Win Win_xx；
MPI_不是winsize；
双*xx，*local_xx；
MPI_Win_allocate_shared（本地_xx_大小*sizeof（双精度）、sizeof（双精度），
MPI_INFO_NULL、nodecom和local_xx和win_xx）；
xx=本地_xx；
if（noderank！=0）{
MPI_Win_共享_查询（Win_xx，0，&winsize，&windisp，&xx）；
}
//初始化xx
if（noderank==0）{
MPI_Win_lock_all（0，Win_xx）；
对于（i=0；i）简单解释
MPI锁定/解锁本身不会导致原子更新

无论如何，您不应该使用超出必要的锁定/解锁。请改用flush。仅在分配和释放窗口时锁定和解锁窗口

您可以使用MPI累积函数（累积、获取累积、获取和交换、比较和交换）获得原子性或者——并且仅在共享内存的情况下——您可以使用与编译器相关联的原子原语。因为C11/C++11需要类型，所以这有点棘手，我在下面的示例中展示了大多数（如果不是所有）通用编译器都假设的内部函数

代码更改建议
我不知道这是否正确，它只是说明了上述概念

MPI_Comm nodecomm;
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_split_type(MPI_COMM_WORLD, MPI_COMM_TYPE_SHARED, rank,
    MPI_INFO_NULL, &nodecomm);

MPI_Comm_size(nodecomm, &nodesize);
MPI_Comm_rank(nodecomm, &noderank);

int local_xx_size = 0;
if (noderank == 0){
    local_xx_size = xx_size;
}

MPI_Win win_xx;
MPI_Aint winsize;    
double *xx, *local_xx;    
MPI_Win_allocate_shared(local_xx_size*sizeof(double), sizeof(double), MPI_INFO_NULL, nodecomm, &local_xx, &win_xx);
MPI_Win_lock_all(0, win_xx);

xx = local_xx;
if (noderank != 0){
    MPI_Win_shared_query(win_xx, 0, &winsize, &windisp, &xx);
}

//init xx
if(noderank == 0){

    for (i=0; i<xx_size; i++){
        xx[i]=0.0;
    }
}
MPI_Barrier(nodecomm);

long counter = 0;
for(i = 0; i < largeNum; i++) {
    //some calculations
    for(j = 0; j < xx_size; j++) {
        //calculate res
        // xx[counter] += res; //update value
#ifdef USE_RMA_ATOMICS
        // check the arguments - I don't know if I calculate the target+displacement right
        int target = counter/local_xx_size;
        MPI_Aint disp = counter%local_xx_size;
        MPI_Accumulate(&res, MPI_LONG, target, disp, 1, MPI_LONG, MPI_SUM, win_xx);
        MPI_Win_flush(target, win_xx);
#else
# ifdef USE_NEWER_INTRINSICS // GCC, Clang, Intel support this AFAIK
        __atomic_fetch_add (&xx[counter], res, __ATOMIC_RELAXED);
# else // GCC, Clang, Intel, IBM support this AFAIK
        __sync_fetch_and_add(&xx[counter], res);
# endof
#endif
    }
}
MPI_Barrier(nodecomm);

MPI_Win_unlock_all(win_xx);
MPI_Win_free(&win_xx);

MPI_通信节点ecomm；
MPI通信等级（MPI通信世界和等级）；
MPI通信类型（MPI通信类型世界、MPI通信类型共享、等级、，
MPI_INFO_NULL和nodecom）；
MPI通信大小（节点尺寸和节点尺寸）；
MPI通信等级（节点通信和节点连接）；
int local_xx_size=0；
if（noderank==0）{
本地_xx_大小=xx_大小；
}
MPI_Win Win_xx；
MPI_不是winsize；
双*xx，*local_xx；
MPI_Win_allocate_shared（本地_xx_size*sizeof（double）、sizeof（double）、MPI_INFO_NULL、nodecom和本地_xx以及Win_xx）；
MPI_Win_lock_all（0，Win_xx）；
xx=本地_xx；
if（noderank！=0）{
MPI_Win_共享_查询（Win_xx，0，&winsize，&windisp，&xx）；
}
//初始化xx
if（noderank==0）{
对于（i=0；iJeff）谢谢您的回答。请您解释原子操作的部分，因为_atomic_fetch_add（）不支持double（xx数组的元素是double）？请替换为支持double的适当代码。