如何将MPI_Reduce转换为MPI_Send和MPI_Recv？

Question

我正在开发一个并行处理程序，它使用MPI_Send()和MPI_Recv()而不是MPI_Reduce()。我知道MPI_Send()需要从每个处理器向根处理器发送一个值，也就是0，而MPI_Recv()需要从每个处理器接收所有值。

我一直收到错误，其中Send中的值将不会发送到接收端，从而使最终值为0。MPI_Reduce()函数仍然在代码中，但是注释掉了，看看需要替换什么。有人能帮上忙吗？

#include "mpi.h"
#include <stdio.h>
#include <math.h>
 
int main( int argc, char *argv[])
{
    int n, i;
    double PI25DT = 3.141592653589793238462643;
    double pi, h, sum, x;
 
    int numprocs, myid;
    double startTime, endTime;
 
    /* Initialize MPI and get number of processes and my number or rank*/
    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid);
 
    /* Processor zero sets the number of intervals and starts its clock*/
    if (myid==0) {
       n=600000000;
       startTime=MPI_Wtime();
       for (int i = 0; i < numprocs; i++) {
           if (i != myid) {
               MPI_Send(&n, 1, MPI_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
           }
       }
    } 
    else {
        MPI_Recv(&n, 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
    }
 
    /* Calculate the width of intervals */
    h   = 1.0 / (double) n;
 
    /* Initialize sum */
    sum = 0.0;
    /* Step over each inteval I own */
    for (i = myid+1; i <= n; i += numprocs) {
        /* Calculate midpoint of interval */
        x = h * ((double)i - 0.5);
        /* Add rectangle's area = height*width = f(x)*h */
        sum += (4.0/(1.0+x*x))*h;
    }
    /* Get sum total on processor zero */
    //MPI_Reduce(&sum,&pi,1,MPI_DOUBLE,MPI_SUM,0,MPI_COMM_WORLD);
    double value = 0;
    if (myid != 0) {
            MPI_Send(&sum, 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
    }
    else {
        for (int i = 1; i < numprocs; i++) {
            MPI_Recv(&value, 1, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
            pi += value;
            }
    }
    
    /* Print approximate value of pi and runtime*/
    if (myid==0) {
       printf("pi is approximately %.16f, Error is %e\n",
                       pi, fabs(pi - PI25DT));
       endTime=MPI_Wtime();
       printf("runtime is=%.16f",endTime-startTime);
    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

Answer 1

您正在使用MPI_INT发送double类型的值

if (myid != 0) {
  MPI_Send(&sum, 1, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
  //                ^^^^^^^
}

int为4字节长；double为8字节长。尽管接收操作成功了，但它不能构造MPI_DOUBLE类型的值，因为消息中只有4个字节，所以它不会向value中写入任何内容，它仍然是0.0。实际上，如果您替换：

MPI_Recv(&value, 1, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);

使用

MPI_Status status;
int count;

MPI_Recv(&value, 1, MPI_DOUBLE, i, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
MPI_Get_count(&status, MPI_DOUBLE, &count);
if (count == MPI_UNDEFINED) {
  printf("Short message received\n");
  MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, 0);
}

您的程序将中止，这表明条件语句体是由于MPI_Get_count()在count中返回MPI_UNDEFINED而执行的，这表明收到的消息长度不是MPI_DOUBLE大小的整数倍。

此外，在接收循环之前，必须将pi显式初始化为sum，否则您将由于以下错误之一而获得错误的pi值：

• pi保持未初始化，并且具有任意初始值，并且
• 排名0的贡献不会添加到最终结果中。