OpenMPI MPI_Barrier 问题

Question

我在使用 MPI_Barrier 的 OpenMPI 实现时遇到一些同步问题：

int rank;
int nprocs;

int rc = MPI_Init(&argc, &argv);

if(rc != MPI_SUCCESS) {
    fprintf(stderr, "Unable to set up MPI");
    MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, rc);
}

MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);


printf("P%d\n", rank);
fflush(stdout);

MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

printf("P%d again\n", rank);

MPI_Finalize();

对于 mpirun -n 2 ./a.out

输出应该是： P0 P1 ...

输出有时： P0 再次P0 P1 又P1了，

怎么回事？

Answer 1

打印输出行在终端上出现的顺序不一定是打印内容的顺序。您为此使用共享资源（stdout），因此总是存在排序问题。 （并且 fflush 在这里没有帮助，stdout 无论如何都是行缓冲的。）

您可以尝试在输出中添加时间戳前缀并将所有这些保存到不同的文件中，一个每个 MPI 进程。

然后，要检查日志，您可以将两个文件合并在一起并根据时间戳进行排序。

那么你的问题应该消失了。

Answer 2

MPI_Barrier() 没有任何问题。

正如 Jens 提到的，您没有看到预期输出的原因是因为标准输出在每个进程上进行缓冲。不保证来自多个进程的打印将按顺序显示在调用进程上。 （如果将每个进程的标准输出传输到主进程进行实时打印，这将导致大量不必要的通信！）

如果您想说服自己屏障有效，您可以尝试写入文件。让多个进程写入单个文件可能会导致额外的复杂性，因此您可以让每个进程写入一个文件，然后在屏障之后交换它们写入的文件。例如：

    Proc-0           Proc-1
      |                 |
 f0.write(..)     f1.write(...) 
      |                 |
      x  ~~ barrier ~~  x
      |                 |
 f1.write(..)     f0.write(...) 
      |                 |
     END               END

示例实现：

#include "mpi.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char filename[20];
    int rank, size;
    FILE *fp;

    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

    if (rank < 2) { /* proc 0 and 1 only */ 
        sprintf(filename, "file_%d.out", rank);
        fp = fopen(filename, "w");
        fprintf(fp, "P%d: before Barrier\n", rank);
        fclose(fp);
    }

    MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);

    if (rank < 2) { /* proc 0 and 1 only */ 
        sprintf(filename, "file_%d.out", (rank==0)?1:0 );
        fp = fopen(filename, "a");
        fprintf(fp, "P%d: after Barrier\n", rank);
        fclose(fp);
    }

    MPI_Finalize();
    return 0;

}

运行代码后，您应该得到以下结果：

[me@home]$ cat file_0.out
P0: before Barrier
P1: after Barrier

[me@home]$ cat file_1.out
P1: before Barrier
P0: after Barrier

对于所有文件，“after Barrier”语句始终会稍后出现。

Answer 3

MPI 程序中不保证输出顺序。

这与 MPI_Barrier 完全无关。

另外，我不会花太多时间担心 MPI 程序的输出排序。

如果您确实想要的话，实现此目的的最优雅的方法是让进程将其消息发送到一个等级，例如等级 0，并让等级 0 按照接收消息的顺序或按等级排序打印输出。

再次强调，不要花太多时间尝试对 MPI 程序的输出进行排序。不实用，用处不大。

Answer 4

添加到此处的先前答案，您的 MPI_BARRIER 工作正常。

不过，如果您只是想看看它的工作原理，您可以强制暂停执行 (SLEEP(1)) 一会儿，让输出跟上。