MPI Send Recv 实现两种方式的树形结构_mpi 树形通信结构-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/R_rays/article/details/110678191

本文介绍了两种基于树形结构通信实现全局求和的方法。一种是每次寻找伙伴节点进行数据交换，另一种是按阶段将进程划分为发送方和接收方，直至所有数据汇总到根节点。这两种方法适用于 MPI 并行环境中。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

方式1：

每次寻找自己的partner，规定my_rank较小的接收，较大的发送。

// Function:   Global_sum
// Purpose:    Implement a global sum using tree-structured communication
// Notes:
// 1.  comm_sz must be a power of 2
// 2.  The return value is only valid on process 0
int Global_sum(int my_int, int my_rank, int comm_sz, MPI_Comm comm)
{
   // exp:np=4: 
   // @
   // 0  *                       bitmask=4
   // 0(2)  #      2(0)    #     bitmask=2
   // 0(1)  1(0)   2(3)   3(2)   bitmask=1
   int partner, recvtemp;
   int my_sum = my_int;
   unsigned bitmask = 1;
   
   while (bitmask < comm_sz) {
      partner = my_rank ^ bitmask;

      if (my_rank < partner) {
         MPI_Recv(&recvtemp, 1, MPI_INT, partner, 2, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
         my_sum += recvtemp;
      } else {
         MPI_Send(&my_sum, 1, MPI_INT, partner, 2, MPI_COMM_WORLD);
         return 0; //发送任务完成，该进程结束执行
      }
      bitmask *= 2;
   }
   return my_sum;
}

方式2：

每次划分2大组，分为发送方和接收方，最终发送至P0

// Function:   Global_sum
// Purpose:    Implement a global sum using tree-structured communication
// Notes:
// 1.  comm_sz must be a power of 2
// 2.  The return value is only valid on process 0
int Global_sum(int my_int, int my_rank, int comm_sz, MPI_Comm comm)
{
   // exp np=4: 
   // @
   // *  *  |
   // #  #  |  #   #
   // 0  1  |  2   3
   // recv     send
   int dest, src;
   int recvtemp;
   int cur_comm_sz;
   int my_sum = my_int;

   cur_comm_sz = comm_sz;
   while (cur_comm_sz > 1 && my_rank < cur_comm_sz)
   {
      if (my_rank >= cur_comm_sz / 2) { //发送方
         dest = my_rank - cur_comm_sz / 2;
         MPI_Send(&my_sum, 1, MPI_INT, dest, 2, MPI_COMM_WORLD);
         return 0;  //发送完成就结束
      }
      else {
         src = my_rank + cur_comm_sz / 2;
         MPI_Recv(&recvtemp, 1, MPI_INT, src, 2, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
         my_sum += recvtemp;
      }
      cur_comm_sz /= 2;
   }
   return my_sum;
}