mpi4py 中的收集操作

上一篇中我们介绍了 mpi4py 中的发散操作方法,下面我们将介绍收集操作。

收集操作是发散操作的逆操作,根进程从其它进程收集不同的消息依次放入自己的接收缓冲区内。

对组间通信子上的收集操作,其方法调用必须包含组间通信子内的所有进程,且其中根进程必须属于某个组。根进程的 root 参数需使用 MPI.ROOT,与根进程处在同一组的其它进程的 root 参数需设置成 MPI.PROC_NULL,而另一组的所有进程的 root 参数为根进程在其组内的 rank。数据将从另一组的所有进程收集到根进程中。

方法接口

mpi4py 中的收集操作的方法(MPI.Comm 类的方法)接口为:

gather(self, sendobj, int root=0)

Gather(self, sendbuf, recvbuf, int root=0)
Gatherv(self, sendbuf, recvbuf, int root=0)

这些方法的参数与发散操作对应的方法的参数类似。Gatherv 用于从各个进程收集不同长度的消息,它的第二个参数 recvbuf 需要设置成类似于 [data, count, displ, MPI.DOUBLE], 其中 countdispl 都是一个整数系列,count 指明应该从各个进程收集来的数据个数,displ 指明从各个进程收集来的数据段应放到接收数据缓冲区中的起始偏离。

对组内通信子对象的 Gather 和 Gatherv,可以将其 sendbuf 参数设置成 MPI.IN_PLACE,此时根进程只会收集与其自身之外的所有其它进程的数据。

例程

下面给出收集操作的使用例程。

# gather.py

"""
Demonstrates the usage of gather, Gather, Gatherv.

Run this with 4 processes like:
$ mpiexec -n 4 python gather.py
"""

import numpy as np
from mpi4py import MPI


comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()

# ------------------------------------------------------------------------------
# gather generic object from each process to root by using gather
if rank == 0:
    send_obj = 1.2
elif rank == 1:
    send_obj = 'xxx'
elif rank == 2:
    send_obj = {'a': 1}
else:
    send_obj = (2,)

recv_obj = comm.gather(send_obj, root=1)
print 'gather: rank %d has %s' % (rank, recv_obj)


# ------------------------------------------------------------------------------
# gather same length numpy arrays from each process to root by using Gather
send_buf = np.array([0, 1], dtype='i') + 2 * rank
if rank == 2:
    recv_buf = np.empty(8, dtype='i')
else:
    recv_buf = None

comm.Gather(send_buf, recv_buf, root=2)
print 'Gather: rank %d has %s' % (rank, recv_buf)


# ------------------------------------------------------------------------------
# gather same length numpy arrays from each process to root by using Gather with MPI.IN_PLACE
send_buf = np.array([0, 1], dtype='i') + 2 * rank
if rank == 2:
    # initialize a receive buffer with all -1
    recv_buf = np.zeros(8, dtype='i') - 1
else:
    recv_buf = None

# each process other than the root sends two numbers of send_buf to root
# but the root does not sends message to itself with MPI.IN_PLACE
#     rank 0   |   rank 1   |   rank 2   |   rank 3
#  ------------+------------+------------+------------
#     [0, 1]   |   [2, 3]   |  [-1, -1]  |   [6. 7]
if rank == 2:
    comm.Gather(MPI.IN_PLACE, recv_buf, root=2)
else:
    comm.Gather(send_buf, recv_buf, root=2)
print 'Gather: rank %d has %s with MPI.IN_PLACE' % (rank, recv_buf)


# ------------------------------------------------------------------------------
# gather a numpy array from each process to the root by using Gatherv
if rank == 0:
    send_buf = np.array([10, 11, 12], dtype='i')
elif rank == 1:
    send_buf = np.array([13], dtype='i')
elif rank == 2:
    send_buf = np.array([14, 15, 16, 17], dtype='i')
else:
    send_buf = np.array([18, 19], dtype='i')
if rank == 2:
    recv_buf = np.empty(10, dtype='i')
else:
    recv_buf = None
count = [3, 1, 4, 2]
displ = [0, 3, 4, 8]
# gather numpy arrays with different length to the root from each process with allocation:
#          rank 0   |   rank 1   |   rank 2    |   rank 3
#        -----------+------------+-------------+-------------
#         10 11 12  |     13     | 14 15 16 17 |   18 19
# displ:  0               3        4               8

comm.Gatherv(send_buf, [recv_buf, count, displ, MPI.INT], root=2)
print 'Gatherv: rank %d has %s' % (rank, recv_buf)

运行结果如下:

$ mpiexec -n 4 python gather.py
gather: rank 0 has None
Gather: rank 0 has None
Gather: rank 0 has None with MPI.IN_PLACE
Gatherv: rank 0 has None
gather: rank 3 has None
Gather: rank 3 has None
Gather: rank 3 has None with MPI.IN_PLACE
Gatherv: rank 3 has None
gather: rank 1 has [1.2, 'xxx', {'a': 1}, (2,)]
Gather: rank 1 has None
Gather: rank 1 has None with MPI.IN_PLACE
Gatherv: rank 1 has None
gather: rank 2 has None
Gather: rank 2 has [0 1 2 3 4 5 6 7]
Gather: rank 2 has [ 0  1  2  3 -1 -1  6  7] with MPI.IN_PLACE
Gatherv: rank 2 has [10 11 12 13 14 15 16 17 18 19]

以上我们介绍了 mpi4py 中的收集操作方法,在下一篇中我们将介绍规约操作。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,558评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,002评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,036评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,024评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,144评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,255评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,295评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,068评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,478评论 1 305
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,789评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,965评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,649评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,267评论 3 318
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,982评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,223评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,800评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,847评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容