Fortran 在MPI中，如何在使用多个可执行文件时获取通信器？

在MPI中，我们使用多个进程，这些进程不共享任何内容，只与recv/send操作通信。recv/send操作是针对通信器进行的，通信器可以是整个处理器组或其子集。基本命令包括：

call MPI_Comm_size ( MPI_COMM_WORLD, nproc, ierr )
call MPI_Comm_rank ( MPI_COMM_WORLD, myrank, ierr )

与所有处理器集关联的通讯器。MPI的一个有趣的特性是，我们可以使用以下命令同时运行多个可执行文件：

mpirun -n 3 prog1 : -n 2 prog2

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其中3个节点分配给第一个可执行文件，2个节点分配给第二个可执行文件。然而，对于实际工作，人们希望有一个与prog1或prog2相关联的通信器。是否有一种不使用命令直接获取该信息的方法？MPI\u COMM\u SPLIT？

标准中没有规定此类预定义的通信器

伟大的哲学家贾格尔曾经说过“你不可能总是得到你想要的”，你在这里的最佳选择就是使用

MPI\u Comm\u split（）

和

MPI\u Comm\u WORLD

的

MPI\u APPNUM

属性作为

color

参数

来自MPI 3.1标准第10.5.3章

10.5.3 MPI_APPNUM

MPI_COMM_WORLD有一个预定义的属性MPI_APPNUM。在Fortran中，属性是一个整数值。在C中， 该属性是指向整数值的指针。如果一个过程是 使用MPI_COMM_SPAWN_MULTIPLE生成，MPI_APPNUM是命令号 这就产生了当前的进程。编号从零开始。如果 进程是用MPI_COMM_SPAWN生成的，它将使MPI_APPNUM相等 归零。此外，如果进程不是由spawn调用启动的， 但是通过一种特定于实现的启动机制 多个过程规范，MPI_APPNUM应设置为数字 符合相应的工艺规范。特别是，如果是 开始于

mpiexec规范0[：规范1:规范2:…]

MPI_APPNUM应设置为相应规范的编号

如果应用程序不是使用MPI_COMM_SPAWN或 MPI_COMM_SPAWN_MULTIPLE和MPI_APPNUM在 特定于实现的启动机制的上下文，MPI_APPNUM是 未设置

MPI实现可以选择性地提供一种机制 通过info参数重写MPI_APPNUM的值。MPI 为所有生成调用保留以下键

appnum值包含 一个整数，用于覆盖 孩子

理由

当单个应用程序启动时，它能够 通过查看进程的大小来确定有多少个进程 MPI_通讯世界。由多个SPMD组成的应用程序 子应用程序无法确定有多少子应用程序 以及流程所属的子应用程序。虽然有 在特殊情况下，没有通用的机制来解决这个问题。 MPI_APPNUM提供了这样一种通用机制。（理由结束。）

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另一种选择是使用MPI标准描述的客户机-服务器机制（可以找到关于这一点的章节）。这里的想法是编译两个独立的MPI应用程序。其中一个最终成为服务器并打开连接端口。另一个是必须连接到该端口的客户端。代码将如下所示：

mpirun -n <N1> server &
mpirun -n <N2> client

服务器：

program server

    use mpi_f08
    implicit none

    integer :: error
    type(MPI_Comm) :: intercomm

    real, dimension(5) :: data = [1,2,3,4,5]
    character(len=MPI_MAX_PORT_NAME) :: port_name

    ! Normal MPI initialization
    call MPI_Init(error)

    ! Here we open a port for incoming connections
    call MPI_Open_port(MPI_INFO_NULL, port_name, error)
    ! Copy it in order to pass the address to a client
    print*, "PORT NAME:", port_name
    ! Accept the incoming connection creating the intercommunicator
    call MPI_Comm_accept(port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, intercomm, error)
    ! Send test data
    call MPI_Send(data, 5, MPI_FLOAT, 0, 0, intercomm)
    print*, "DATA SENT"
    ! Close connection
    call MPI_Comm_disconnect(intercomm, error)

    call MPI_Finalize(error)

end program server

客户：

program client
    use mpi_f08
    implicit none

    integer :: error
    type(MPI_Comm) :: intercomm
    type(MPI_Status) :: status

    real, dimension(5) :: data = [0,0,0,0,0]
    character(len=MPI_MAX_PORT_NAME) :: port_name

    call MPI_Init(error)

    ! Here we copy the port name obtained from the server
    print*, "Type in port name"
    read(*,*) port_name

    ! Establish a connection creating the intercommunicator
    call MPI_Comm_connect(port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, intercomm, error)
    ! Receive test data
    call MPI_Recv(data, 5, MPI_FLOAT, 0, 0, intercomm, status, error)
    print*, "DATA RECEIVED", data
    ! Close connection
    call MPI_Comm_disconnect(intercomm, error)

    call MPI_Finalize(error)

end program client

在实际的程序中，您可能会发现其他一些将端口地址信息传输到客户端的方法（例如，名称发布或文件系统传输）。然后您可以像这样运行代码：

mpirun -n <N1> server &
mpirun -n <N2> client

mpirun-n服务器&
mpirun-n客户端

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这种方法没有什么值得注意的。如果您只创建一个内部通讯器，那么每一方只会有一个MPI任务与合作伙伴代码进行通讯。如果您需要发送大量数据，您可能需要考虑创建多个互通器。此外，MPI标准这一部分的实现可能有点挑剔（例如，在OpenMPI 2.x中，有一个bug完全阻止了它的使用）。

对于任何有兴趣拆分MPI通信世界的人，我编写了一个小实用程序库（一个标题）。它将通讯器拆分为本地通讯器，并在它们之间建立内部通讯器。它解决了许多技术问题：

您可以在以下位置找到标题：

它还为同时运行多个程序和生成程序提供了相同的语法。如果您有任何问题或想法来扩展此功能，请在github上打开一个问题

例如，在您的第一个程序中，您执行以下操作：

MPMDHelper-MPMD；
MPI_Init（&argc，&argv）；
MPMD.Init（MPI_COMM_WORLD，“programA”）；
MPMD.local//问题是“不使用命令MPI\u COMM\u SPLIT”，因此这并不能真正回答海报的问题。他们为什么要避免使用非常有用的MPI_COMM_SPLIT例程是另一个问题…是的，我误解了这个问题。。。除非OP真的想问如何简单地将颜色传递给
MPI\u Comm\u split（）
（在程序开始时并不昂贵）…这确实回答了我的问题。我必须使用MPI_COMM_SPLIT。我认为直接拥有这样一个通信器是有意义的，但事实并非如此。如果你想沿着这条路走，先启动服务器，然后
MPI\u Comm\u spawn（）
客户端就不那么复杂了，您还可以避免副作用，例如在同一个内核上固定两个不同的MPI运行调用（因此是分时的），以MPI任务结尾。@GillesGouaillardet它是否仍然有可能过度订阅系统？此外，这可能需要添加更多的命令行选项（至少一个？）。使用客户机-服务器方法，还可以避免通过大量wa将不同应用程序的MPI任务放在同一个核心上