是否可以使用MPI从Fortran程序向Python发送数据？

我正在开发一种建模波浪能转换器的工具，我需要将两个软件包相互耦合。一个程序用FORTRAN编写，另一个程序用C++编写。我需要在每个时间步把FORTRAN程序的信息发送给C++程序。然而，数据首先需要在Python中处理，然后才被发送到C++程序。我收到了一个使用MPI在程序之间传输数据的提示

我现在试图将一个简单的字符串从Fortran代码发送到Python，但是Python代码在receive命令处卡住了

我的Fortran代码如下所示：

      USE GlobalVariables
      USE MPI
      IMPLICIT NONE

      CHARACTER(LEN=10):: astring
      INTEGER :: comm, rank, size, mpierr

      ! Initialize MPI on first timestep
      IF(tstep .LT. 2) THEN
        call MPI_INIT(mpierr)
      ENDIF

      ! make string to send to python
      astring = "TEST"

      ! MPI Test
      call MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, size, mpierr)
      call MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, rank, mpierr)

      ! Send message to python
      CALL MPI_SEND(astring, len(astring), MPI_CHARACTER, 0, 22, MPI_COMM_WORLD, mpierr)
      print *, 'MPI MESSAGE SENT  ', mpierr

      ! Initialize MPI on first timestep
      IF(tstep .EQ. Nsteps-1) THEN
        call MPI_FINALIZE(mpierr)
        print *, 'MPI FINALIZED!'
      ENDIF

我的Python代码如下所示：

    from mpi4py import MPI
    import numpy as np
    import subprocess as sp
    import os

    # Start OW3D_SPH in the background and send MPI message
    os.chdir('OW3D_run')
    args = ['OceanWave3D_SPH','OW3D.inp']
    pid = sp.Popen(args,shell=False)
    os.chdir('..')

    # Check if MPI is initialized
    comm = MPI.COMM_WORLD
    rank = comm.Get_rank()

    # Receive message from fortran
    test = comm.recv(source=0, tag=22)

    # Let the program end
    output = pid.communicate()

    with open('test.txt','w') as f:
        f.write(test)

Python代码永远不会通过MPI receive命令，也不会完成。Fortran代码完成并正确打印“MPI FINALIZED”消息

---

我看不出我哪里做错了什么，消息从进程0发送到进程0，带有标记22，并在两个代码中使用

MPI\u COMM\u WORLD

。

我不会为此使用MPI（除非明确要求并行执行代码）。如果你的目标是连接在Fortran、C++和Python中编写的例程，那么我建议在Python中编写（main）连接部分，同时为FORTRAN和C++例程创建适配器，以便将它们导入Python。然后，您可以管理主Python程序中的所有函数调用，并根据需要发送数据

查看以下链接：

在Python中运行Fortran代码

• ：

  f2py

  现在附带了

  numpy

  ，允许您将Fortran源代码编译成Python字节码

在Python中运行C++代码

---

当源和目标都是不同的程序时，您当然不能同时拥有源和目标0。你说“从进程0到进程0”，但你显然有两个不同的进程！其中一个有一些不同的秩号，但是您没有显示实际的

mpirun

命令，因此很难说哪个是哪个

澄清：MPI_COM_WORLD是在MPI运行或等效程序中执行的所有进程的通信器。你必须离开简单的心灵图景，第一个Python进程是等级0，第一个FORTRAN进程是等级0，第一个C++是等级0…< /P> 如果你这样做

mpirun -n 1 python main.py : -n 1 ./fortran_main : -n 1 ./c++_main

---

在MPIYCOMSOLL世界中，Python程序将为秩0，FORTRAN过程将为秩1，C++将为秩2。您可以创建仅在Python子集或FORTRAN子集或C++一个本地通信器，并且每个级别都有0级，但这将在不同的通信器中编号，而不是在MPIYCOMLWord中。

< P>如果您要在同一MPI作业中同时启动FORTRAN程序和Python程序，您必须使用以下内容：

mpiexec -n 1 fortran_program : -n 1 python main.py

Fortran程序将成为MPI等级0，Python程序将成为MPI等级1。您还可以启动每个可执行文件中的多个，例如：

mpiexec -n 2 fortran_program : -n 4 python main.py

等级0和1来自Fortran程序，等级2到5来自Python程序

还要注意的是，

comm.recv（）

和mpi4py中以小写字母开头的其他通信方法（

comm.send（）

，

comm.irecv（）

，等等）在后台使用Pickle，并实际操作序列化Python对象。这与Fortran代码发送的字符数组不兼容。您必须使用以大写字母开头的通信方法（

comm.Send（）

，

comm.Recv（）

，等等），这些方法在NumPy数组上运行并接收显式类型信息。不幸的是，我的Python fu很弱，现在无法提供完整的工作示例，但MPI部分应该是这样的（未经验证的代码）：

---

在Fortran代码中，您必须指定目标秩为1（在运行一个Fortran可执行文件和一个Python可执行文件的情况下）。

MPI进程可以使用此函数生成进程。在Python程序中，此函数是通信器的一种方法：

comm.spawn（）

。有关示例，请参见生成的进程根据可执行文件运行，该可执行文件可以是另一个python程序、c/c++/fortran程序或任何您想要的程序。然后，内部通信程序可以定义主进程和生成进程之间的内部通信程序，如中所执行，主进程和派生进程可以自由通信而不受任何限制。

让我们介绍一个Python/c示例。Python代码生成进程并接收一个字符：

从MPI4p导入MPI
导入系统
进口numpy
'''
slavec是从slave.c开始构建的可执行文件
'''
#Spawing运行可执行文件的进程
#sub_comm是MPI内部通讯器
sub_comm=MPI.comm_SELF.Spawn（'slavec'，args=[]，maxprocs=1）
#common_comm是一个跨python进程和派生进程的内部通信程序。python进程和c进程之间现在可以进行所有类型的集体通信（Bcast…）
公共通信=子通信合并（假）
#打印“公共通信中的父级”，公共通信获取等级（），“of”，公共通信获取大小（）
data=numpy.arange（1，dtype='int8'）
公共通信记录（[数据，MPI.CHAR]，源=1，标记=0）
打印“Python从C:收到的消息”，数据
#需要断开共享通讯器才能完成生成的进程。
公共通信断开（）
子通信断开（）

由mpicc slave.C-o slavec-Wall编译的C代码使用合并的通信器发送字符：

#包括
#包括
#包括
#包括
int main（int argc，char*argv[]）
{
int等级、大小；
MPI_Comm parentcomm、intracomm；
MPI_Init（&argc，&argv）；
//MPI通信等级（MPI通信世界和等级）；
MPI_Comm_get_parent（&parentcomm）；
if（parentcomm==MPI_COMM_NULL）{fprintf（stderr，“模块1：我应该是生成的进程！”）；退出（1）；}
MPI\U内部通信合并（pa）
# Create an MPI status object
status = MPI.Status()
# Wait for a message without receiving it
comm.Probe(source=0, tag=22, status=status)
# Check the length of the message
nchars = status.Get_count(MPI.CHARACTER)
# Allocate a big enough data array of characters
data = np.empty(nchars, dtype='S')
# Receive the message
comm.Recv([data, MPI.CHARACTER], source=0, tag=22)
# Construct somehow the string out of the individual chars in "data"