mpi4py 点到点通信之非重复非阻塞的标准通信模式

在上一篇中我们对非阻塞通信做了一个非常概要的介绍，下面我们将依次介绍非重复的非阻塞通信的四种通信模式，并给出相应的例程。让我们首先从非重复的标准通信开始。

非重复非阻塞的标准通信模式是与阻塞的标准通信模式相对应的，其通信方法（MPI.Comm 类的方法）接口有一个前缀修饰 I/i，如下：

isend(self, obj, int dest, int tag=0)
irecv(self, buf=None, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG)

Isend(self, buf, int dest, int tag=0)
Irecv(self, buf, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG)

这些方法调用中的参数是与阻塞标准通信模式的方法调用参数一样的。

需要注意的是，上面虽然给出的是非阻塞的发送和非阻塞的接收方法，但非阻塞发送可与阻塞接收相匹配，反之，阻塞发送也可与非阻塞接收相匹配。

非阻塞的发送和接收都会返回一个 MPI.Request 对象，我们需要用到它的一些方法来等待、测试或是取消本次通信。具体来说，我们经常会用到的 MPI.Request 对象方法有：

test(self, Status status=None)
testall(type cls, requests, statuses=None)
testany(type cls, requests, Status status=None)
wait(self, Status status=None)
waitall(type cls, requests, statuses=None)
waitany(type cls, requests, Status status=None)

Test(self, Status status=None)
Testall(type cls, requests, statuses=None)
Testany(type cls, requests, Status status=None)
Testsome(type cls, requests, statuses=None)
Wait(self, Status status=None)
Waitall(type cls, requests, statuses=None)
Waitany(type cls, requests, Status status=None)
Waitsome(type cls, requests, statuses=None)

Cancel(self)

其中以小写字母开头的 test，wait 方法通常与以 i 开头的通信方法配合使用，而以大写字母开头的 Test， Wait 方法通常与以 I 开头的通信方法配合使用。这是因为 test 会返回一个二元 tuple，其第一个元素是一个 bool 值， True 表示操作完成，False 表示尚未完成，第二个元素为 None 或者为接收操作完成后所接收到的消息，wait 会返回 None 或者所接收到的消息。而 Test 和 Wait 方法则只会返回 True 或 False 以表明是否完成了相关操作，而不会返回所接收到消息。

下面给出非重复非阻塞标准通信的使用例程：

# isend_irecv.py

from mpi4py import MPI


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

send_obj = {'a': [1, 2.4, 'abc', -2.3+3.4J],
            'b': {2, 3, 4}}

if rank == 0:
    send_req = comm.isend(send_obj, dest=1, tag=11)
    send_req.wait()
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_obj)
elif rank == 1:
    recv_req = comm.irecv(source=0, tag=11)
    recv_obj = recv_req.wait()
    print 'process %d receives %s' % (rank, recv_obj)

运行结果如下：

$ mpiexec -n 2 python isend_irecv.py 
process 0 sends {'a': [1, 2.4, 'abc', (-2.3+3.4j)], 'b': set([2, 3, 4])}
process 1 receives {'a': [1, 2.4, 'abc', (-2.3+3.4j)], 'b': set([2, 3, 4])}

# Isend_Irecv.py

import numpy as np
from mpi4py import MPI


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

count = 10
send_buf = np.arange(count, dtype='i')
recv_buf = np.empty(count, dtype='i')

if rank == 0:
    send_req = comm.Isend(send_buf, dest=1, tag=11)
    send_req.Wait()
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_buf)
elif rank == 1:
    recv_req = comm.Irecv(recv_buf, source=0, tag=11)
    recv_req.Wait()
    print 'process %d receives %s' % (rank, recv_buf)

运行结果如下：

$ mpiexec -n 2 python Isend_Irecv.py
process 0 sends [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
process 1 receives [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

上面我们介绍了 mpi4py 中非重复非阻塞标准通信模式，在下一篇中我们将介绍非重复非阻塞缓冲通信。