如何使用MPI在Python中的进程之间共享数据？

Question

我正在尝试并行化我编写的脚本。每个过程都需要进行计算并将数据存储到数组的特定部分（列表列表）。每个进程都在计算和存储其数据，但是我无法弄清楚如何从非根进程到根进程获取数据，以便它可以将数据打印到文件中。我创建了一个脚本的最小工作示例，该脚本仅出于简化目的而设计为可在2个内核上运行：

from mpi4py import MPI 
import pdb 
import os

comm = MPI.COMM_WORLD
size = comm.Get_size()
rank = comm.Get_rank()

# Declare the array that will store all the temp results
temps = [[0 for x in xrange(5)] for x in xrange(4)]

# Loop over all directories
if rank==0:
   counter = 0 
   for i in range(2):
      for j in range(5):
         temps[i][j] = counter
     counter = counter + 1 

else:
   counter = 20
   for i in range(2,4):
      for j in range(5):
         temps[i][j] = counter
         counter = counter + 1 

temps = comm.bcast(temps,root=0)

if rank==0:

   print temps

我使用以下命令执行脚本：

mpiexec -n 2 python mne.py

完成案例后，输出为：

[0, 1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8, 9], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]]

因此，您可以看到数据共享无法正常运行。有人可以告诉我将数据返回到根进程的正确方法吗？

Answer 1

该代码可以正常工作，只是没有做您想要的。

这条线

temps = comm.bcast(temps,root=0)

将处理器0的temps变量广播给所有处理器（包括等级0），这当然给出了上面的结果。您想使用gather（或者allgather，如果您想让所有处理器都有答案）。看起来更像这样：

from mpi4py import MPI
import pdb
import os

comm = MPI.COMM_WORLD
size = comm.Get_size()
rank = comm.Get_rank()

assert size == 2

# Declare the array that will store all the temp results
temps = [[0 for x in xrange(5)] for x in xrange(4)]

# declare the array that holds the local results
locals =[[0 for x in xrange(5)] for x in xrange(2)]

# Loop over all directories
if rank==0:
   counter = 0
   for i in range(2):
      for j in range(5):
         locals[i][j] = counter
         counter = counter + 1

else:
   counter = 20
   for i in range(2):
      for j in range(5):
         locals[i][j] = counter
         counter = counter + 1

temps = comm.gather(locals,temps,root=0)

if rank==0:
   print temps

如果您真的想就地进行收集，并且知道（说）所有真实数据都将大于初始化该数据所用的零，则可以使用归约操作，但这会更容易与numpy数组：

from mpi4py import MPI
import numpy

comm = MPI.COMM_WORLD
size = comm.Get_size()
rank = comm.Get_rank()

assert size == 2

# Declare the array that will store all the temp results
temps = numpy.zeros((4,5))

# Loop over all directories
if rank==0:
   counter = 0
   for i in range(2):
      for j in range(5):
         temps[i,j] = counter
         counter = counter + 1

else:
   counter = 20
   for i in range(2,4):
      for j in range(5):
         temps[i,j] = counter
         counter = counter + 1

comm.Allreduce(MPI.IN_PLACE,temps,op=MPI.MAX)

if rank==0:
   print temps