MPI 之 点对点通信的一个实例

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目标：通过MPI 实现100次 点对点通信，并计算平均每次的通信时间。

代码如下：

/**点对点通信100次，计算平均通信时间，并观察传输数据量大小和传输时间关系
   数据量变化采用动态内存方式  从4kb增加到400M,每次增大400kb
**/

#include<stdio.h>//标准输入输出头文件
#include<stdlib.h>//标准库
#include<mpi.h>//mpi的接口


int main(int argc,char *argv[])
{


  int i, j, k, my_rank, nprocs;
  double  data_size;
  double start_time, end_time, time_cost, average_time;
  int *p;// 动态分配内存,存放int型数据 1个int 4个字节（Byte）
  
  
   
  MPI_Init(&argc,&argv);//启动并行环境
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs);//获取总进程数 
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);//获取本地进程编号 
  MPI_Status status; 
 
 for (i=1; i<=1e5; i=i+1e2)
 {  
    p = (int*)malloc( (sizeof(int)*1000)*i); //分配i个内存空间，每个大小为sizeof(int)*1000 即4000B=4kb, 分配的内存内随机赋值
    if(!p) 
       { 
         printf("动态分配内存失败！\n");  
         exit(1); 
        } 
    if(my_rank==0){printf("开始传送 %d×4kb/400M 数据\n",i);}
     
     start_time=MPI_Wtime();//获取墙上时间
    //来回传输100次
     for(k=1;k<=100;k++)
     {
      if(my_rank==0)
        {
          MPI_Send(p, i, MPI_INT, 1, k, MPI_COMM_WORLD);
          printf("第%d回合: %d发送数据完成……\n",k,my_rank);
        }
      if(my_rank==1)
        {
          MPI_Recv(p, i, MPI_INT, 0, k, MPI_COMM_WORLD, &status);
          MPI_Send(p, i, MPI_INT, 0, k, MPI_COMM_WORLD);
          printf("第%d回合:%d接收发送数据完成……\n",k,my_rank);
         }
      if(my_rank==0)
        {
          MPI_Recv(p, i, MPI_INT, 1, k, MPI_COMM_WORLD, &status);
          //MPI_Send(p, i, MPI_INT, 1, k, MPI_COMM_WORLD);//不能再MPI_Send,与上面突，死锁。
          printf("第%d回合succeed! \n", k);
         }
       } 
       end_time=MPI_Wtime();
       time_cost=end_time-start_time;
       average_time=time_cost/100;
       data_size=i/1e3;//转换为M为单位

      //创建experiment_data.txt文件，将数据写入
      FILE *fp;
      fp=fopen("experiment_data.txt","a+");
      fprintf(fp,"%lf,%lf\n",data_size, average_time);
      fclose(fp);
      free(p);

      if(my_rank == 0)
      printf("%f M 数据包发送接收完成 \n", data_size);
      printf("来回传输一次时间为 %lf \n ",average_time);

   }
  
     MPI_Finalize();//结束并行环境
     return 0;     
}
 

运行结果：

experiment_data.txt文件

下面将数据用matlab可视化

如何利用matlab读取txt文件并将数据可视化参看我的另一篇博文。

下图是可视化结果：y轴是时间(单位 s)，x轴是数据大小（单位M）

可以看到，随着数据的增大，时间整体上呈现线性增长。