Динамическое порождение ветвей

Модель процессов стандарта MPI-2 позволяет выполнять создание и совместное завершение процессов после запуска приложения MPI. Она обеспечивает механизм установки соединения между вновь со-

зданным и ветвями и ветвями уже существующего приложения MPI. Более того, она предлагает механизм установки соединения между двумя существующими приложениями MPI, даже если ни одно из них не запускает другого. Модель процессов MPI-2 удовлетворяет следующим требованиям.

• — Модель процессов MPI-2 должна реализовываться в подавляющем большинстве современных параллельных сред — от тесно связанных многопроцессорных систем до гетерогенных сетей рабочих станций.
• — MPI не должен принимать на себя обязанности операционной системы. Вместо этого он должен предлагать прозрачный интерфейс между приложением и системным программным обеспечением.
• — MPI должен продолжать гарантировать детерминизм коммуникации, т. е. управление процессами не должно вводить неизбежных условий возникновения «гонок».
• — Программы MPI-1 должны работать под управлением MPI-2. Другими словами, статическая модель процессов MPI-1 должна быть специальным частным случаем динамической модели MPI-2.

Модель управления процессами MPI-2 решает эти вопросы двумя способами. Во-первых, стандарт MPI главным образом сохраняет библиотеку коммуникации. Он не управляет параллельной средой, в которой выполняются параллельные программы, хотя он и предлагает минимальный интерфейс между приложением и внешними менеджерами ресурсов и процессов.

Во-вторых, MPI-2 не изменяет концепции коммуникатора. Когда коммуникатор создан, он ведет себя точно так же, как определенный в MPI-1. Коммуникатор никогда не изменяется после создания и всегда создается с использованием определенных коллективных операций.

Запуск новой совокупности параллельных ветвей осуществляется вызовом функции (однако если возможно, то, в силу соображений производительности, нужно запускать вес ветви сразу, как единое приложение MPI):

int MPI_Comm_spavn (char *command', char **arg>, int maxprocs, MPI_Info info, int root, MPIjOomm comm, MPI Comm *intercomm, int *array of' errcodes); - это коллективная операция, в которой должны участвовать все ветви коммуникатора сотт (все аргументы до root включительно используются только в ветви root). Она пытается запустить maxprocs одинаковых копий программы MPI, определяемой command, устанавливая с ними соединение и возвращая интеркоммуникатор intercomm. Порожденные ветви называются потомками, а ветви, их породившие, родителями. Потомки имеют свой собственный MPICOMMWORLD, отдельный от родителей. Этот вызов не завершается, пока во всех потомках не будет вызвана Mpi_Init. Подобным образом Mpi_Init в потомках не завершается, пока все родители не вызовут MPIComm spawn. В этом смысле MPI Comm spawn в родителях и MPIINIT в потомках формируют коллективную операцию над объединением родительских и дочерних ветвей. Интеркоммуникатор, возвращаемый MPI Comm spawn, содержит родительские ветви в локальной группе и ветви-потомки в удаленной группе. Порядок ветвей в локальной и удаленной группах такой же, как и порядок группы сотт для родителей и MPI_COMM_WORLD для потомков. Этот интеркоммуникатор может быть получен в потомке через функцию MPI_Comm_get_parent.

Хотя этого механизма достаточно для большинства случаев, он нс позволяет порождать новые группы ветвей из нескольких исполняемых файлов или из одного файла с разными наборами аргументов. Следующая функция порождает ветви из нескольких исполняемых файлов или одного файла с разными наборами аргументов, устанавливает с ними связь и помещает их в один MPI COMM WORLD:

int MPI Comm spawn multiple (int count, char **array of commands, char ***array_of_argv, int *array ofjnaxprocs, MPIJnfo * array_qf_info, int root, MPIjComm comm, MPI_Comm *intercomm, int *array_of_errcodes);

Любая ветвь может получить коммуникатор, включающий ее родителей с помощью вызова:

int MPI_Comm_get_parent (MPI Comm *parent);