MPI远程存储访问，实现的简化版参数服务器

简介

按照http://www.cs.cmu.edu/~muli/file/parameter_server_osdi14.pdf 所述，在分布式机器学习中个使用参数服务器并行训练模型。即把模型参数存储在特定服务器上，其它训练模型的节点从服务器上获取模型参数，在训练节点上训练一些样本后，再把模型参数推动到参数服务器，达到并行训练目的。

参数服务器的结构如下

蓝色节点为存储参数的服务器，即Server，红色节点为计算节点即Worker

MPI实现简单的参数武器

• 下面就用MPI中的远程存储访问可能实现一个简化版的参数服务器，用进程0作为参数服务器Server。其它进程作为计算Worker。Worker可以从Server上pull参数，可以把本地参数put到服务器，也把本地数据加到Server上。
• 用到的MPI函数

MPI_Win_create：创建窗口，供其他进程访问相等于Server中的一块缓存
MPI_Win_lock，MPI_Win_unlock对被访问的窗口进行加锁和解锁
MPI_Put：将Worker数据推送到Server上
MPI_Get：从Server上拉数据
MPI_Accumulate：将Worker和Server上的数据相加
详细的API见：http://mpi.deino.net/mpi_functions/
- 上代码

#include "mpi.h"
#include "stdio.h"
#define SIZE1 10
#define SIZE2 22
int main(int argc, char *argv[])
{
    int rank, destrank, nprocs, *A, *B, i;
    MPI_Group comm_group, group;
    MPI_Win win;
    int errs = 0;
    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&nprocs);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);
    i = MPI_Alloc_mem(SIZE2 * sizeof(int), MPI_INFO_NULL, &A);
    if (i) {
        printf("Can't allocate memory in test program\n");fflush(stdout);
        MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, 1);
    }
    i = MPI_Alloc_mem(SIZE2 * sizeof(int), MPI_INFO_NULL, &B);
    if (i) {
        printf("Can't allocate memory in test program\n");fflush(stdout);
        MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, 1);
    }
    MPI_Comm_group(MPI_COMM_WORLD, &comm_group);
    if(rank == 0)
    { /* rank = 0 */
        for (i=0; i<SIZE2; i++) B[i] = 0;
        MPI_Win_create(B, SIZE2*sizeof(int), sizeof(int), MPI_INFO_NULL, MPI_COMM_WORLD, &win);
        destrank = 0;
    }
    else
    {
        /*rank = others*/
        for (i=0; i<SIZE2; i++)
        {
          A[i] = rank;
          B[i] = 0;
        }
        MPI_Win_create(NULL, 0, 1, MPI_INFO_NULL, MPI_COMM_WORLD, &win);
        destrank = 1;
        MPI_Win_lock(MPI_LOCK_EXCLUSIVE, 0, 0, win);
        //MPI_Put(A, SIZE2, MPI_INT, 0, 0, SIZE2, MPI_INT, win);
        MPI_Accumulate(A, SIZE2, MPI_INT, 0, 0, SIZE2, MPI_INT, MPI_SUM, win);
        MPI_Get(B, SIZE2, MPI_INT, 0, 0, SIZE2, MPI_INT, win);
        MPI_Win_unlock(0, win);
        for(i = 0; i < SIZE2; i++)
          printf("%d= %d ", rank, B[i]);
        printf("\n");
    }
    MPI_Win_free(&win);
    MPI_Free_mem(A);
    MPI_Free_mem(B);
    MPI_Finalize();
    return errs;
}

• 编译mpic++ ps.cpp -o ps
• 执行mpirun -n 3 ./ps

改进

用MPI原生的API做起来比较麻烦，可以借助MPI，在进程之间用socket通信，线服务器推送数据，从服务器取数据，在服务器操作会更方便