Communications point-à-point#

Elles sont locales, c’est-à-dire que seuls deux processus sont impliqués : ils sont les seuls à appeler réciproquement des fonctions de communication, donc ils sont les seuls à participer à cet échange.
- Les appels aux fonctions d’envoi et de réception viennent donc toujours par paires sur des processus différents.
Les fonctions d’envoi et de réception peuvent être bloquantes ou non.

Envois et réceptions (bloquants)#

Avec mpi4py, les envois de données se font à partir d’un communicateur (comm) et de la méthode send() :

comm.send(envoi, dest=dest, tag=etiquette)

comm : par exemple, MPI.COMM_WORLD.
envoi : n’importe quel objet sérialisable via pickle.
dest : rang du processus recevant des données.
etiquette : nombre entier au choix identifiant le type de transfert.

Réciproquement, les réceptions de données se font à partir du même communicateur et de la méthode recv() :

recept = comm.recv(source=source, tag=etiquette, status=etat)

recept : une variable ou une partie d’un objet modifiable, pour recevoir l’objet désérialisé.
source : MPI.ANY_SOURCE (valeur par défaut) ou un rang précis.
etiquette : MPI.ANY_TAG (valeur par défaut) ou un nombre précis.
etat : None (valeur par défaut) ou objet de type MPI.Status.
- .count : nombre d’octets reçus.
- .source : rang de la source des données.
- .tag : étiquette du transfert.

Exemple - Envoi et réception#

Chaque processus a ses propres variables a et b. Le processus 2 envoie la valeur de sa variable a vers le processus 0 qui reçoit cette valeur via sa variable b.

Avec mpi4py, voici une implémentation de cette communication :

if proc == 2:
    comm.send(a, dest=0, tag=746)
elif proc == 0:
    b = comm.recv(source=2, tag=746)

Exercice #2 - Envoi d’une matrice#

Objectif : envoyer une matrice 4x4 du processus 0 au processus 1.

Instructions

Allez dans le répertoire de l’exercice avec la commande cd ~/cq-formation-mpi201-main/lab/send_matrix.
Éditez le fichier send_matrix.py pour programmer le transfert de la matrice.
Lancez ce programme avec deux (2) processus.

Éviter les situations d’interblocage#

Soit le code suivant :

if proc == 0:
    comm.ssend(a, dest=2, tag=10)
    b = comm.recv(source=2, tag=11)
elif proc == 2:
    comm.ssend(b, dest=0, tag=11)
    a = comm.recv(source=0, tag=10)

La méthode ssend() est une version synchrone de send(), ce qui la rend toujours bloquante.
Dans le cas ci-dessus, les deux processus attendent que l’autre fasse appel à recv(). Bref, ce code est erroné et cause un interblocage.
Avec la méthode standard send(), le code resterait à risque ; la quantité de mémoire tampon étant limitée, le code bloquera lors de l’échange de gros messages.

Solution 1#

On change l’ordre des appels à ssend() et recv() pour un des deux processus. Par exemple :

if proc == 0:
    comm.ssend(a, dest=2, tag=10)
    b = comm.recv(source=2, tag=11)
elif proc == 2:
    a = comm.recv(source=0, tag=10)
    comm.ssend(b, dest=0, tag=11)

On peut généraliser la technique à plus de processus :

Les processus pairs commencent par envoyer.
Les processus impairs commencent par recevoir.

Exercice #3 - Échange de vecteurs#

Objectif : échanger un petit vecteur de données.

Instructions

Allez dans le répertoire de l’exercice avec la commande cd ~/cq-formation-mpi201-main/lab/exchange.
Éditez le fichier exchange.py pour programmer l’échange de données.
Lancez ce programme avec deux (2) processus.

Solution 2#

On utilise des communications non bloquantes pour démarrer les transferts. Ainsi, même si l’envoi n’est pas terminé, on peut commencer la réception tout en évitant l’interblocage. Par exemple :

if proc == 0:
    requete = comm.isend(a, dest=2, tag=10)
    b = comm.recv(source=2, tag=11)
elif proc == 2:
    requete = comm.isend(b, dest=0, tag=11)
    a = comm.recv(source=0, tag=10)

requete.wait()

Communications non bloquantes#

Avec mpi4py, les communicateurs ont les méthodes suivantes :

requete = comm.isend(envoi, dest, tag=0)
requete.wait()

requete = comm.irecv(source=ANY_SOURCE, tag=ANY_TAG)
recept = requete.wait(status=None)

Il n’est pas nécessaire que l’envoi et la réception soient tous les deux non bloquants (toutes les combinaisons sont permises).
Après l’appel à isend() ou irecv(), on doit utiliser la variable requete pour s’assurer que la communication est complétée.
- La méthode wait() est bloquante et retourne quand la communication est terminée.
- Lors d’une réception, c’est requete.wait() qui retourne l’objet reçu.
Quand la communication a terminé, on peut réutiliser les objets transmis ou reçus.

Communications point-à-point

Contenu