Отправка сообщений в блокирующем режиме.

Для отправки сообщений в блокирующем режиме служит функция MPI_Send():

#include <mpi.h>

int MPI_Send(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm);

Аргументы у этой функции следующие:

buf – указатель на буфер, в котором расположены данные для передачи

count – количество элементов заданного типа в буфере

datatype – тип элементов в буфере

dest – уникальный номер ветви-получателя. Представляет собой неотрицательное целое число в диапазоне [0, N-1], где N – число ветвей в коммуникационном контексте, описываемом коммуникатором comm

tag – тэг (бирка) сообщения. Представляет собой неотрицательное целое число от 0 до некоторого максимума, значение которого зависит от реализации (однако стандарт MPI гарантирует, что этот максимум имеет значение не менее 32767). Тэги сообщений могут использоваться ветвями для того, чтобы отличать разные по смыслу сообщения друг от друга.

comm – коммуникатор, описывающий коммуникационный контекст, в котором будет передаваться сообщение

Еще раз отметим, что в этой функции, как и во всех остальных функциях приема-передачи MPI, в параметре count указывается не длина буфера в байтах, а количество элементов типа datatype, образующих буфер.

При вызове MPI_Send() управление возвращается процессу только тогда, когда вызвавший процесс может повторно использовать буфер buf (т.е. записывать туда другие данные) без риска испортить еще не переданное сообщение. Однако, возврат из функции MPI_Send() не обязательно означает, что сообщение было доставлено адресату – в реализации данной функции может использоваться буферизация, т.е. тело сообщения может быть скопировано в системный буфер, после чего происходит возврат из MPI_Send(), а сама передача будет происходить позднее в асинхронном режиме.

С одной стороны, буферизация при отправке позволяет ветви-отправителю сообщения продолжить выполнение, не дожидаясь момента, когда ветвь-адресат сообщения инициирует его прием; с другой стороны – буферизация, очевидно, увеличивает накладные расходы как по памяти, так и по времени, так как требует добавочного копирования. При использовании вызова MPI_Send() решение о том, будет ли применяться буферизация в каждом конкретном случае, принимается самой библиотекой MPI. Это решение принимается из соображений наилучшей производительности, и может зависеть от размера сообщения, а также от наличия свободного места в системном буфере. Если буферизация не будет применяться, то возврат управления из MPI_Send() произойдет только тогда, когда ветвь-адресат инициирует прием сообщения, и его тело будет скопировано в буфер-приемник ветви-адресата.

Режимы буферизации.

MPI позволяет программисту самому управлять режимом буферизации при отправке сообщений в блокирующем режиме. Для этого в MPI существуют три дополнительные модификации функции MPI_Send(): MPI_Bsend(), MPI_Ssend() и MPI_Rsend():

#include <mpi.h>

int MPI_Bsend(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm);

int MPI_Ssend(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm);

int MPI_Rsend(void* buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm);

Их параметры полностью аналогичны MPI_Send(), различие заключается только в режимах буферизации.

MPI_Bsend() предполагает отсылку сообщения с буферизацией. Это означает, что если к моменту вызова MPI_Bsend() ветвь-адресат не инициировала прием сообщения, и т.о. сообщение не может быть доставлено немедленно, оно должно быть буферизовано. Если в буфере окажется недостаточно свободного места, MPI_Bsend() вернет ошибку. MPI предоставляет специальные функции, с помощью которых ветвь может выделить в своем адресном пространстве некоторый буфер, который будет использоваться MPI для буферизации сообщений в этом режиме, таким образом, программист может сам управлять размером доступного буферного пространства. Заметим, что посылка сообщения с помощью функции MPI_Bsend() является, в отличие от всех остальных операций отсылки, локальной операцией, т.е. ее завершение не зависит от поведения ветви-адресата.

Функция MPI_Ssend(), наоборот, представляет собой отсылку сообщения без буферизации. Возврат управления из функции MPI_Ssend() осуществляется только тогда, когда адресат инициировал прием сообщения, и оно скопировано в буфер-приемник адресата. Если на принимающей стороне используется блокирующая функция приема сообщения, то такая коммуникация представляет собой реализацию схемы рандеву: операция обмена, инициированная на любой из сторон, не завершится до тех пор, пока вторая сторона также не притупит к обмену.

Вызов функции MPI_Rsend() сообщает MPI о том, что ветвь-адресат уже инициировала запрос на прием сообщения. В некоторых случаях знание этого факта позволяет MPI использовать более короткий протокол для установления соединения и тем самым повысить производительность передачи данных. Однако, использование этой функции ограничено теми ситуациями, когда ветви-отправителю известно о том, что ветвь-адресат уже ожидает сообщение. В случае, если на самом деле ветвь-адресат не инициировала прием сообщения, MPI_Rsend() завершается с ошибкой.