C MPI发送/接收程序从未完成

我只是花了一段时间写了一个很长的回答别人的问题，只是为了它被删除之前，我可以张贴的答案。我不想白费力气，所以我把问题和答案贴在这里

这不仅仅是一个关于发送/接收死锁的标准答案，因为我还发现了一个只在某些编译器上工作的有趣的半解决方案

在并行课程中，我们需要做一个基于主从设计模式的练习，其中主进程0向其所有从进程发送一条消息，该从进程将向其左右邻居重新发送该消息（处理器id+/-1，除了处理器0没有左邻居和最后一个处理器id没有右邻居之外）。将消息重新传递给邻居后，从处理器向主处理器发送作业结束确认

这个练习很简单，但我的代码中有一个问题，因为我在程序开始时收到确认结束消息…我不明白这里有什么问题。我尝试了使用fflush，但实际上程序的最后一行应该在接收之后才写入控制台

有人知道吗？我对MPI/C概念还不熟悉，所以我的工作可能有问题

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <mpi.h>

int main(int argc, char *argv[]){
    int np, myId;
    char send[100], recv[100];

    MPI_Init(&argc, &argv);

    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &np);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myId);

    MPI_Status stat;
    if(myId == 0){
        int t = sprintf(send, "hey!"); //MPI_get_processor_name
        for(int i = 1; i < np; i++){
            printf("send %d => %d\n", myId, i);
            fflush(stdout);
            MPI_Send(send, 50, MPI_CHAR, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
        }

        for(int i = 1; i < np; i++){
            MPI_Recv(recv, 50, MPI_CHAR, i, 0, MPI_COMM_WORLD, &stat);
            printf("%s\n", recv);
            fflush(stdout);
        }


    }else{
        if(myId < (np - 1)){
            printf("send %d => %d\n", myId, myId + 1);
            fflush(stdout);
            MPI_Send(send, 50, MPI_CHAR, myId + 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
        }

        if(myId > 1){
            printf("Envoie %d => %d\n", myId, myId - 1);
            fflush(stdout);
                    MPI_Send(send, 50, MPI_CHAR, myId - 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
        }

        MPI_Recv(send, 50, MPI_CHAR, MPI_ANY_SOURCE, 0, MPI_COMM_WORLD, &stat); 

        printf("Réception %d <= %d\n", myId, 0);
        fflush(stdout);

        if(myId != (np - 1)){
            MPI_Recv(send, 50, MPI_CHAR, myId + 1, 0, MPI_COMM_WORLD, &stat);
            printf("Receive %d <= %d\n", myId, myId + 1);
            fflush(stdout);
        }

        if(myId != 1){
            MPI_Recv(send, 50, MPI_CHAR, myId - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, &stat);
            printf("Receive %d <= %d\n", myId, myId - 1);
            fflush(stdout);
        }

        int t = sprintf(recv, "End for %d.", myId);
        MPI_Send(recv, 50 , MPI_CHAR, 0, 0, MPI_COMM_WORLD); 
    }

    MPI_Finalize();
    return 0;
}

#包括
#包括
#包括
#包括
int main（int argc，char*argv[]）{
int-np，myId；
char send[100]，recv[100]；
MPI_Init（&argc，&argv）；
MPI通信大小（MPI通信世界和np）；
MPI通信等级（MPI通信世界和myId）；
MPI_状态统计；
如果（myId==0）{
int t=sprintf（发送，“嘿！”）；//MPI\u获取\u处理器\u名称
对于（int i=1；i%d\n”，myId，i）；
fflush（stdout）；
MPI_发送（发送，50，MPI_字符，i，0，MPI_通信世界）；
}
对于（int i=1；i%d\n”，myId，myId+1）；
fflush（stdout）；
MPI_发送（发送，50，MPI_字符，myId+1，0，MPI_通信世界）；
}
如果（myId>1）{
printf（“环境%d=>%d\n”，myId，myId-1）；
fflush（stdout）；
MPI_发送（发送，50，MPI_字符，myId-1，0，MPI_通信世界）；
}
MPI_Recv（发送、50、MPI_字符、MPI_任意源、0、MPI_通信世界和统计）；
printf（“Ré异常%d解决方案1
让我们比较一下所有非0“从”内核实际上在做什么，以及您所说的它们应该做什么

您希望他们做什么：

主进程0向其所有从进程发送一条消息，该从进程将向其左右邻居（处理器id+/-1，处理器0没有左邻居和最后一个处理器id没有右邻居除外）重新发送消息。将消息重新传递给邻居后，从处理器向主处理器发送作业结束的确认

代码大纲：

Send_To_Right_Neighbour();

Send_To_Left_Neighbour();

Receive_From_Master();

Receive_From_Right_Neighbour();

Receive_From_Left_Neighbour();

Send_To_Master();

看到区别了吗？在将消息重新发送给邻居之前，从机没有收到来自主机的消息。将代码更改为：

Receive_From_Master();

Send_To_Right_Neighbour();

Send_To_Left_Neighbour();

Receive_From_Right_Neighbour();

Receive_From_Left_Neighbour();

Send_To_Master();

将修复该问题，然后代码为我运行到完成

出什么事了
MPI\u Send
可以是一个阻塞函数——也就是说，在另一个进程调用了匹配的
MPI\u Recv
之前，对
MPI\u Send
的调用不会返回（尽管它不一定是阻塞函数）。您应该假设它在编写代码时总是阻塞的

现在，让我们想象一下，当运行>5个进程时，非0进程会做什么


进程1发送到它的右邻居（进程2），并在那里等待，直到进程2调用MPI_Recv

进程2发送到它的右邻居（进程3），并在那里等待，直到进程3调用MPI_Recv

进程3发送到它的右邻居（进程4），并在那里等待，直到进程4调用MPI_Recv

进程n-2发送到它的右邻居（进程n-1），并在那里等待，直到进程n-1调用MPI_Recv

进程n-1没有右邻居，因此继续发送到它的左邻居，并在那里等待，直到进程n-2调用

MPI\u Recv

这永远不会发生，因为进程n-2正忙着等待进程n-1在尝试从n-1接收数据之前接收其数据。这是一个死锁，两个进程都不会移动

为什么解决方案有效 我已经说过，上面的解决方案对我来说是可行的，但它并不完美。我所做的唯一更改是将接收从进程0移动到第一步——为什么这会影响死锁

答案是，它根本不应该影响死锁。我猜想编译器已经足够聪明，能够意识到每个内核都在向相同的邻居发送和接收数据，并将单独的

MPI\u Send

和

MPI\u Recv

调用组合到

MPI\u Sendrecv

c中alls。这将在同一步骤中发送和接收到邻居，从而消除死锁问题。以前，从0接收的调用介于发送和接收到同一邻居之间，因此编译器无法将其优化为单个操作

但是我们不想依赖于有一个好的编译器——您的代码应该在任何符合标准的编译器上工作——因此我们应该自己手动修复死锁问题，而不是依赖于编译器的聪明

解决方案2 首先，对课程中迄今为止可能涉及或未涉及的内容发表一些评论

• 进程0正在向所有其他内核发送相同的信息。如果您知道

  MPI\u Bcast

  ，则应使用该信息，而不是所有这些发送和接收信息。Receive_From_Master(); // Make sure all info is sent from left to right Send_To_Right_Neighbour(); // Make sure any info is received from left to right Receive_From_Left_Neighbour(); // Now send all info from right to left Send_To_Left_Neighbour(); // Make sure any info is received Receive_From_Right_Neighbour(); Send_To_Master();