MPI非阻塞通信模式详解-并行编程技术

"本文档详细介绍了非阻塞通信在MPI中的应用，以及它与标准通信、缓存通信、同步通信和接收就绪通信模式的组合。文档内容涉及到MPI的ISSEND和IBSEND函数，用于非阻塞的发送操作，同时讨论了MPI在并行编程中的重要角色，适用于并行计算和高性能计算的编程者。" 在并行计算和高性能计算领域，MPI（Message Passing Interface）是一种广泛使用的通信库，用于协调分布式内存系统中的进程间通信。非阻塞通信是MPI中一种高效的技术，它允许一个进程在发送消息的同时执行其他任务，而不需要等待消息发送完成。这提高了程序的并发性和效率。 非阻塞通信在MPI中有四种模式，与阻塞通信的模式相对应：标准模式、缓存模式、同步模式和接收就绪模式。这些模式通过前缀B、S、R和I来区分，其中I表示非阻塞。 1. MPI_ISSEND：这是同步模式的非阻塞发送函数。当调用MPI_Isend时，它仅意味着接收操作已经启动，但并不保证消息已经被发送。调用者必须通过查询请求状态或使用集合完成函数来检查发送是否完成。 2. MPI_IBSEND：这是缓存模式的非阻塞发送函数，类似于阻塞的MPI_BSEND。程序员需要为发送操作提供缓冲区，并且发送可能在调用后的任意时间点完成。 以下是非阻塞发送函数的参数说明： - `buf`：发送缓冲区的起始地址。 - `count`：要发送的数据个数。 - `datatype`：发送数据的数据类型。 - `dest`：目标进程的标识。 - `tag`：消息标签，用于区分不同的消息。 - `comm`：通信域，定义了哪些进程可以相互通信。 - `request`：返回的非阻塞通信完成对象，用于后续查询或等待发送操作的完成。 非阻塞通信的使用需要配合请求对象管理和完成机制，例如使用MPI_Wait或MPI_Test等函数来确保消息的发送和接收已完成。这种灵活性使得开发者能够设计出更复杂的并发控制策略，优化程序性能。 对于有FORTRAN和C编程经验的人员来说，理解并使用MPI相对容易。通过学习基础概念和逐步接触高级特性，如动态进程管理、远程存储访问和并行文件读写，开发者可以编写出高效、复杂的MPI并行程序，将并行计算方法应用于实际问题解决中，提高计算效率。