Python HPC上的mpi4py:通信聚集

我的目标是遍历大型2D数组（

data

）的每个元素，并对每个元素进行一些繁重的处理。因此，我希望使用多个MPI来分别获取阵列的一部分进行处理。我遇到的问题是，我不知道如何准确地编写代码，以便在最后收集所有数据。下面是一些示例代码：

import numpy as np
import math
from mpi4py import MPI

M = 400
N = 300
data = np.random.rand(M,N)
result_a = np.zeros((M,N))
result_b = np.zeros((M,N))

def process_function(data):
    a = data**2
    b = data**0.5
    return a,b

comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size()
minimum = 0
maximum = int(M*N)
perrank = maximum//size

for index in range(minimum + rank*perrank, minimum + (rank+1)*perrank):
    i = int(math.floor(index/N))
    j = int(index % N)

    a,b = process_function(data[i,j])
    result_a[i,j] = a
    result_b[i,j] = b

a_gath = comm.gather(result_a, root=0)
b_gath = comm.gather(result_b, root=0)

print(np.shape(a_gath))
print('---')
print(np.shape(b_gath))

不幸的是，对于我真正的问题，当我将

a_-gath

和

b_-gath

保存到磁盘（作为pickle）时，当我重新加载它们时，它们只包含一次

（）

（即键入

None

）。在

comm.gather

之前/之后，我还应该做些什么

以下是我的提交脚本：

#!/bin/bash -l

#$ -S /bin/bash
#$ -l h_rt=00:05:00
#$ -l mem=2G
#$ -l tmpfs=10G
#$ -pe mpi 5
#$ -N stack_test
#$ -notify
#$ -wd /home/user/Scratch/

module load gcc-libs
module load python3/recommended
module unload compilers mpi
module load compilers/gnu/4.9.2
module load mpi/openmpi/3.1.1/gnu-4.9.2
module load mpi4py
module list

python_infile=test.py

echo ""
echo "Running python < $python_infile ..."
echo ""
gerun python $python_infile

---

非常感谢。

要澄清您在评论中为自己找到的答案：

MPI\u-Gather

是一个根操作：它的结果在所有列组中都不相同，并且在

根

参数中提供的列组上特别不同

在

聚集

的情况下，您发现秩0是以数据结尾的，这与您调用它的方式完全正确（使用

根=0

）

虽然原则上MPI支持多个程序、多个数据执行，其中不同的列组运行不同的代码，但实际上大多数MPI代码是以单个程序、多个数据样式编写的，就像您所编写的那样。因为所有列组都运行相同的代码体，所以在从根操作（如

MPI\u Gather

返回后，您需要检查正在运行的列组是否为根，并相应地执行不同的代码路径。如果不这样做，那么每个级别都将执行以下行：

print(np.shape(a_gath))
print('---') 
print(np.shape(b_gath))

正如您所注意到的，它不会打印您期望的

a_-gath

和

b_-gath

结果，排名0除外

请尝试以下操作：

a_gath = comm.gather(result_a, root=0)
b_gath = comm.gather(result_b, root=0)

if rank == 0:
    print(np.shape(a_gath))
    print('---')
    print(np.shape(b_gath))

---

为了澄清您在注释中找到的答案：

MPI\u Gather

是一个根操作：它的结果在所有级别上都不相同，并且在

root

参数中提供的级别上具体不同

在

聚集

的情况下，您发现秩0是以数据结尾的，这与您调用它的方式完全正确（使用

根=0

）

虽然原则上MPI支持多个程序、多个数据执行，其中不同的列组运行不同的代码，但实际上大多数MPI代码是以单个程序、多个数据样式编写的，就像您所编写的那样。因为所有列组都运行相同的代码体，所以在从根操作（如

MPI\u Gather

返回后，您需要检查正在运行的列组是否为根，并相应地执行不同的代码路径。如果不这样做，那么每个级别都将执行以下行：

print(np.shape(a_gath))
print('---') 
print(np.shape(b_gath))

正如您所注意到的，它不会打印您期望的

a_-gath

和

b_-gath

结果，排名0除外

请尝试以下操作：

a_gath = comm.gather(result_a, root=0)
b_gath = comm.gather(result_b, root=0)

if rank == 0:
    print(np.shape(a_gath))
    print('---')
    print(np.shape(b_gath))

---

他们只在等级上是空白的吗！=0？请创建一个包含如何执行的说明的文件。描述预期和实际结果。嗨，谢谢你的评论。我已经用更多的信息更新了这篇文章。希望这能让事情变得更清楚。不幸的是，我不能上传一个确切的例子。我的现实世界的输入数据和处理函数都太复杂，无法复制。希望这足够了。更详细的检查表明，@GillesGouaillardet，他们只是排名上的空白！=0我想我只是添加了一个条件语句，仅当秩==0时才将数据写入磁盘？这是一个术语上的挑剔：“我想使用多个MPI来分别获取阵列的一部分”——从上下文来看，您的用法似乎足够清楚，但我认为，在MPI术语中，这句话的意思是，您希望将工作分解到多个级别。是吗？他们只在等级上是空白的吗！=0？请创建一个包含如何执行的说明的文件。描述预期和实际结果。嗨，谢谢你的评论。我已经用更多的信息更新了这篇文章。希望这能让事情变得更清楚。不幸的是，我不能上传一个确切的例子。我的现实世界的输入数据和处理函数都太复杂，无法复制。希望这足够了。更详细的检查表明，@GillesGouaillardet，他们只是排名上的空白！=0我想我只是添加了一个条件语句，仅当秩==0时才将数据写入磁盘？这是一个术语上的挑剔：“我想使用多个MPI来分别获取阵列的一部分”——从上下文来看，您的用法似乎足够清楚，但我认为，在MPI术语中，这句话的意思是，您希望将工作分解到多个级别。是这样吗？