mpi4py 点到点通信之就绪阻塞通信模式

在上一篇中我们介绍 mpi4py 中缓冲阻塞通信模式，下面我们将介绍就绪阻塞通信模式。

在就绪通信模式下，仅当对方的接收操作启动并准备就绪时，才可发送数据，否则可能导致错误或无法预知的结果。从语义上讲，就绪发送方式与同步和标准发送完全一致，这个动作仅仅是向 MPI 环境传递了一个额外的信息，告诉它对方的接收动作已经“就绪”，不必顾虑，而可直接了当执行相应的发送操作。基于这个信息可避免一系列的缓冲操作以及收/发双方的握手操作，使得 MPI 环境可对通信做更细致的优化以提高通信效率。对发送方而言，这也意味着发送缓冲区在发送函数返回之后即可被安全地用于其它操作。

下面是 mpi4py 中用于就绪阻塞点到点通信的方法接口（MPI.Comm 类的方法），注意：在就绪通信模式中只有只有以大写字母开头的 Rsend，没有以小写字母开头的 rsend。

Rsend(self, buf, int dest, int tag=0)
Recv(self, buf, int source=ANY_SOURCE, int tag=ANY_TAG, Status status=None)

这些方法调用中的参数是与标准通信模式的方法调用参数一样的。

下面分别给出 Rsend/Recv 的使用例程。

# Rsend_Recv.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:
    comm.Rsend(send_buf, dest=1, tag=11)
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_buf)
elif rank == 1:
    comm.Recv(recv_buf, source=0, tag=11)
    print 'process %d receives %s' % (rank, recv_buf)

运行结果如下：

$ mpiexec -n 2 python Rsend_Recv.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]

因为没有以小写字母开头的 rsend，所以不能直接地发送通用的 Python 对象，但是我们可以手动地将其 pickle 系列化之后再用 Rsend 发送，如下：

# Rsend_Recv_obj.py

import pickle
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}}

recv_buf = bytearray(2000) # pre-allocate a buffer for message receiving

if rank == 0:
    comm.Rsend(pickle.dumps(send_obj), dest=1, tag=11)
    print 'process %d sends %s' % (rank, send_obj)
elif rank == 1:
    comm.Recv(recv_buf, source=0, tag=11)
    print 'process %d receives %s' % (rank, pickle.loads(recv_buf))

    # or simply use comm.recv
    # recv_obj = comm.recv(source=0, tag=11)
    # print 'process %d receives %s' % (rank, recv_obj)

运行结果如下：

$ mpiexec -n 2 python Rsend_Recv_obj.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])}

上面两个例程并不能确保通信的安全，如果进程0恰好在进程1执行到接收动作之前即启动了发送动作，则可能会报错，因此在实际应用中，如果采用就绪的通信模式，应该确保对方的接收操作启动并准备就绪后再发送数据。

上面我们介绍 mpi4py 中就绪阻塞通信模式，在下一篇中我们将介绍同步阻塞通信模式。